E U R Ó P A I U N I Ó STRUKTURÁLIS ALAPOK

„Az építész- és az építőmérnök képzés szerkezeti és tartalmi fejlesztése”

HEFOP/2004/3.3.1/0001.01

KK ÖÖ ZZ MM ŰŰ VV EE KK

PMKGNB 270 segéd le t a PTE PMMK ép í tőmérnök ha l l ga tó i r észé re

KGNB 270 KÖZMŰVEK

2

KÖZMŰVEK

PÁLNÉ SCHREINER JUDIT

Pécsi Tudományegyetem, Pollack Mihály Műszaki Kar, Közmű, Geodézia és Környezetvédelem Tanszék

KGNB 270 KÖZMŰVEK

3

2007 Részletes tantárgyprogram:

Hét Ea/Gyak./Lab. Témakör 1. 2 óra előadás

3 óra gyakorlat

Közművek csoportosítása, elrendezésük Féléves rajzfeladat kiadása, vízigények meghatározása

2. 2 óra előadás

3 óra gyakorlat

Vízbeszerzés Gravitációs csatornarendszer vonalvezetésének tervezése I.

3. 2 óra előadás

3 óra gyakorlat

Víztisztítás Gravitációs csatornarendszer vonalvezetésének tervezése II.

4. 2 óra előadás 3 óra gyakorlat

Vízellátó hálózat kialakítása; Szivattyúk tározók Próba hossz-szelvény tervezése

5. 2 óra előadás

3 óra gyakorlat

Gravitációs csatornahálózat Mértékadó szennyvízmennyiségek meghatározása

6. 2 óra előadás

3 óra gyakorlat

Nyomás alatti- és vákuumos csatornahálózat Gravitációs csatornahálózat hidraulikai méretezése

7. 2óra előadás

3 óra gyakorlat

1.zárthelyi dolgozat Részletes helyszínrajz tervezése

8. 2 óra előadás

3 óra gyakorlat

A csatornahálózat fő részei Részletes hossz-szelvény tervezése

9 2 óra előadás

3 óra gyakorlat

Aknák; A csatornahálózat építésének menete, anyagok Keresztszelvények tervezése

10. ŐSZI SZÜNET

11. 2 óra előadás

3 óra gyakorlat

Szennyvíztisztítás Rajz konzultáció

12. 2 óra előadás

3 óra gyakorlat

Gázellátás Műszaki leírás készítése; rajz konzultáció

13. 2 óra előadás

3 óra gyakorlat

Villamos energiaellátás Közműalagút folyosó (munkahely) látogatás

14. 2 óra előadás

3 óra gyakorlat

Hőenergia, távközlés Rajz konzultáió

15. 2 óra előadás

3 óra gyakorlat

2.zárthelyi dolgozat Féléves rajzfeladat beadása

KGNB 270 KÖZMŰVEK

4

TARTALOM

1. A KÖZMŰVEK OSZTÁLYOZÁSA ..................................................................... 5

2. A VÍZ TULAJDONSÁGAI ............................................................................ 6 2.1. FIZIKAI TULAJDONSÁGOK .......................................................................................................................6 2.2. KÉMIAI TULAJDONSÁGOK ........................................................................................................................7 2.3. BIOLÓGIAI TULAJDONSÁGOK.................................................................................................................9

3. VÍZELLÁTÁS..........................................................................................11 3.1. VÍZBESZERZÉSEK........................................................................................................................................ 12 3.2. VÍZTISZTÍTÁS.............................................................................................................................................23 3.3. VÍZIGÉNYEK .................................................................................................................................................. 31 3.4. A SZIVATTYÚ, A HÁLÓZAT ÉS TÁROZÓ MINT HIDRAULIKAI EGYSÉG..................................33 3.5. VÍZELLÁTÓ HÁLÓZAT................................................................................................................................34 3.6. SZIVATTYÚ....................................................................................................................................................40 3.7. TÁROZÓK ........................................................................................................................................................44

4. CSATORNÁZÁS ......................................................................................47 4.1. CSATORNA- RENDSZEREK OSZTÁLYOZÁSA .....................................................................................47 4.2. CSATORNÁK SZENNYVÍZTERHELÉSEI ................................................................................................55 4.3. CSATORNÁK HIDRAULIKAI MÉRETEZÉSE..........................................................................................60 4.4. CSATORNÁK VÍZSZINTES- ÉS FÜGGŐLEGES VONALVEZETÉSÉNEK SZABÁLYAI...............63 4.5. ZÁRT SZELVÉNYŰ CSATORNÁK KIALAKÍTÁSA ................................................................................65

5. SZENNYVÍZTISZTÍTÁS ............................................................................81 5.1. MECHANIKAI SZENNYVÍZTISZTÍTÁS................................................................................................82 5.2. BIOLÓGIAI SZENNYVÍZTISZTÍTÁS....................................................................................................83 5.3. KÉMIAI UTÓTISZTÍTÁS...........................................................................................................................84 5.4. BIOLÓGIAI SZENNYVÍZTISZTÍTÓ ZSEBTELEPEK..........................................................................84 5.5. SZENNYVÍZISZAPOK KEZELÉSE............................................................................................................85

6. GÁZELLÁTÁS .........................................................................................86

7. TÁVHŐ ELLÁTÁS ....................................................................................89

8. VILLAMOSENERGIA ELLÁTÁS......................................................................91

9. TÁVKÖZLÉS ..........................................................................................93

10. KÖZMŰ RENDSZEREK...............................................................................95

IRODALOMJEGYZÉK......................................................................................96

KGNB 270 KÖZMŰVEK

5

1. A KÖZMŰVEK OSZTÁLYOZÁSA

A közművek feladata a letelepedés tényéből fakadó, hosszú időre el nem halasztható közösségi igények kielégítése, vezetékrendszerek és egyéb létesítmények segítségével, szolgáltatás formájában, üzemszerűen működő gazdasági szervezetek tevékenysége során. A közművek termelőegységből, szolgáltatóegységből és fogyasztói szolgálatból állnak. A közművek

• termékeket (ivóvíz, ipari víz, melegvíz, forróvíz, gőz, gáz, villamos energia) juttatnak el közvetlenül a fogyasztóhoz,

• gondoskodnak a csapadék- és szennyvizek elvezetéséről, kezeléséről, • a közterületek megvilágításáról, és • kielégítik a távközlési igényeket.

Közműveket területi kiterjedés, a szállított közeg és a tulajdonviszonyok alapján csoportosíthatjuk. TERÜLETI KITERJEDÉSE SZERINT:

• lokális (vízelvezetés), • regionális (víz-, vagy elektromosenergia-ellátás művei), • kontinentális (gáz- és olajvezetékek), • globális (hírközlés).

SZÁLLÍTOTT KÖZEG ALAPJÁN:

VÍZGAZDÁLKODÁSI KÖZMŰVEK (VÍZI KÖZMŰVEK): • vízellátás (ivó-, ipari víz) • vízelvezetés (szenny- és csapadékvíz elvezetés, szennyvízkezelés és

tisztítás)

ENERGIAELLÁTÓ KÖZMŰVEK: • villamos energia, • vezetékes gáz, • közvetlen hőenergia ellátás (fűtés, távhő, melegvíz)

TÁVKÖZLÉSI KÖZMŰVEK: • hírközlő közművek • egyéb távközlő közművek

KGNB 270 KÖZMŰVEK

6

A TULAJDONVISZONYOK SZERINT LEHETNEK:

• állami tulajdonú-, • önkormányzati tulajdonú, • társult (vegyes) tulajdonú közművek.

Az Országos Településrendezési és Építési Követelmények (OTÉK) a lakó- és üdülőterületek közműellátási fokozatairól kimondja, hogy az építési telek

2. A VÍZ TULAJDONSÁGAI A vízminőség a víz fizikai, fiziko-kémiai kémiai, bakterológiai, általános biológiai és radiológiai tulajdonságainak összessége. A vízminőségi tulajdonságok közül az alábbiakat szükséges ismernünk:

2.1. FIZIKAI TULAJDONSÁGOK

Hőmérséklet - a felszíni vizekre a meteorológiai viszonyok vannak hatással, hőmérsékletük erősen ingadozó, késve követi a levegő hőmérsékletváltozását, hőmérsékleti rétegződés jellemzi; - a felszín alatti vizekre a geotermikus gradiens van hatással, hőmérsékletük állandóbb, kiegyensúlyozottabb, minél mélyebben van annál nagyobb és kevésbé változó a hőmérséklete. Lényeges a hőmérséklet és a vizek biológiai élete közötti kapcsolat. A hőmérséklet emelkedésével a biológiai élet, a mikroorganizmusok tevékenysége megélénkül, ezért a hőmérséklet befolyásolja: viszkozitást, íz- és szaghatást, és a mikrobiológiai folyamatokat Az ivóvíz szabvány szerinti hőmérséklete 7 – 12 0C, amit 0,1 pontosságú hőmérővel kell mérni. Íz- és szaghatás A vízbe természetes és mesterséges úton bejutó oldott anyagok (H2S; CaSO4; MgSO4; NaCl) idézik elő. Az íz- és szaghatást befolyásolja a víz hőmérséklete, a gázok és oldott anyagok milyensége, a vas- és mangántartalom, az algák és egyéb növényi szervezetek és az ipari szennyeződések. Vizsgálata érzékszervi úton történik.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

7

Szín A víz színét a benne lévő oldott és lebegő anyagok okozzák. A tiszta víz kis mennyiségben, vékony rétegben színtelen, vastag rétegben és áteső fényben halványkék. Az ettől eltérő színt a lebegő- és oldott anyagok okozhatják Lebegőanyagtartalom A víz lebegőanyagtartalmát, a vízben lévő szuszpendált (szemcsés vagy pehelyszerű) anyagok okozzák. A gyakorlatban átlátszóságról és zavarosságról beszélünk. Az ivóvíz

maximálisan megengedett lebegőanyagtartalma lmgLA 2max = , az átlátszóság és

zavarosság határa lmgLA 3= .

Sűrűség A víz sűrűsége függ a hőmérséklettől és az oldott sótartalomtól. A kémiailag tiszta víz sűrűsége, 4oC-on ρ = 1,0 g/cm3 = 1000 kg/m3 (4oC-on, kémiailag tiszta víz). Viszkozitás (belső súrlódás, a folyadék nyúlóssága) A víz viszkozitása függ a vízben mozgó test keresztmetszetétől, a mozgó test felületétől, a mozgás sebességétől, a hőmérséklettől. A víz viszkozitása 0oC-on kétszer akkora, mint 20oC-on. A víz belső súrlódásának értéke 100-szor akkora, mint a levegőé. A viszkozitás és a sűrűség befolyásolja: az ülepítést, a derítést, a szűrést és a kutak vízadó-képességét.

2.2. KÉMIAI TULAJDONSÁGOK

Szervesanyagtartalom KOI (kémiai oxigénigény): a vízben lévő szerves anyagok kémiai oldásához, lebontásához szükséges oxigénye mennyisége (mg/l-ben). BOI (biokémiai oxigénigény): a vízben lévő szerves anyagok baktériumok (mikroorganizmusok) által történő lebontásához szükséges oxigén mennyisége (mg/l-ben). KOI > BOI pH érték (hidrogén-ion koncentráció) A kémiailag tiszta, normál hőmérsékletű (25 C° ) vízben nem csak OH 2 molekulák vannak, hanem a molekulák mellett szabad hidrogén-ionok ( +H ), és szabad hidroxil-ionok ( −OH ) is vannak.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

8

Egyensúly esetén (semleges hatás) 1 liter vízben 710− gramm +H , és 710− gramm −OH van. Ha ez az egyensúly felborul, akkor a víz savas vagy lúgos lesz. pH érték: a hidrogén-ion koncentráció tízes alapú, negatív logaritmusa.

+H 310− gramm + −OH 1110− gramm pH 3 = savas +H 810− gramm + −OH 610− gramm pH 8 = lúgos

Savas víz 0 < pH < 7 Lúgos víz 7 < pH < 14 Semleges víz pH= 7 Felszíni vizek általában lúgosak.

Keménység A vízben lévő kalcium- (Ca++), és magnézium-ionok (Mg++) okozzák. Ha CO3 okozza a keménységet akkor karbonát (KK), vagy változó keménységről, ha nem CO3 ),( 4

−−− SOCl okozza a keménységet, akkor nem karbonát (NKK), vagy állandó keménységről beszélünk. A két keménység összege adja az összes keménységet.

KK + NKK = ÖK (összes keménység)

Keménységet német keménység fokban fejezzük ki. Jele: nko

1 nko-ú az a víz, amelynek 1 literjében 10 mg CaO-val egyenértékű Ca++, ill. Mg++só van

oldva.

Vas-, (Fe+), és mangán (Mn ++) tartalom A talajból és a vas- és mangántartalmú kőzetekből oldódik a vízbe. Az egészségre nem káros, de a víz zavaros lesz tőle, tinta ízt eredményez. A benne mosott ruhát megfogja, a vezetékben lerakódik, szűkületet, dugulást okozhat, ami csőtörést eredményezhet. A lerakódásokban a vas- és mangánbaktériumok elszaporodhatnak, ami vízminőség romlást eredményezhet. Ivóvíz határértéke: Fe = 0,2-0,3 mg/l; Mn = 0,1-0,2 mg/l; (Fe + Mn)max = 0,3 mg/l

Nitrogén vegyületek A nitrogén vegyületek a felszíni vizek O2 tartalmát csökkentik. Előfordulási formái: nitrát −

3NO ; nitrit −2NO ; ammónia 3NH ; ammónium-ion +

4NH . Előbbi két forma régebbi-, utóbbi kettő friss szerves szennyeződésre utal.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

9

Hatásukra a növényi szervezetek túlszaporodnak, vízvirágzás jön létre. A vízi élővilágra toxikus hatással van. A magas nitrogén tartalom a fertőtlenítést nehezíti, ami egészségügyi károsodást okozhat. Foszfor vegyületek Az algák számára nélkülözhetetlen, de ha túl sok van belőle akkor túlszaporodhatnak, ami a későbbiekben vízminőség romláshoz vezethet. Oldott oxigéntartalom (O2) Az oxigén gyengén oldódik a vízben, azzal nem lép reakcióba. Az oxigén koncentrációt növelheti: a légköri diffúzió, a fotoszintézis, az O2 dús hígító víz és az oxidálószerek. Az oxigén koncentrációt csökkentheti: a szerves anyagok aerob lebomlása, az algák O2 fogyasztása, az O2 szegény hígító víz, és a redukáló szerek.

2.3. BIOLÓGIAI TULAJDONSÁGOK

A víz biológiai tulajdonsága a benne nagy számban előforduló vízi szervezetektől függ. Anyag és energiaforgalom szempontjából ezek a vízi szervezetek lehetnek: -termelők: szervetlenből szervest -fogyasztók: előzők által létrehozott anyagokat fogyasztják -lebontók: szervesből szervetlent; rendszertani szempont: -növények: baktériumok, algák, moszatok, vírusok -állatok: egysejtűek, többsejtűek ...gerincesek. A vízminősítés négy tulajdonság csoportja: -halobitás: a víz biológiai szempontból fontos, szervetlen kémiai tulajdonságainak összessége, a környezet adottsága; -trofitás: az ökoszisztéma elsődleges szervesanyag termelője, feltételei: a fény, a szervetlen növényi tápanyag, a klorofil tartalmú növényi szervezetek; -szaprobitás: a vízi ökoszisztéma szervesanyag-lebontóképessége, feltételei: a lebontásra képes szerves anyagok és a heterotróf baktériumtömeg -toxicitás: a víznek a mérgező voltát fejezi ki, szerves- ill. szervetlen mérgező anyagok jelenléte jellemzi.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

10

Vízvizsgálati módok: a./ Ellenőrző egészségügyi vizsgálat b./ Egyszerű vizsgálat c./ Részletes vizsgálat

A vízminőségi osztályok jellemzése:

I. osztály: kiváló víz Mesterséges szennyező anyagoktól mentes, tiszta, természetes állapotú víz, amelyben az oldottanyag-tartalom kevés, közel teljes az oxigéntelítettség, a tápanyagterhelés csekély és szennyvízbaktérium gyakorlatilag nincs. II. osztály: jó víz Külső szennyezőanyagokkal és biológiailag hasznosítható tápanyagokkal kismértékben terhelt, mezotróf jellegű víz. A vízben oldott és lebegő, szerves és szervetlen anyagok mennyisége, valamint az oxigénháztartás jellemzőinek évszakos és napszakos változása az életfeltételeket nem rontja. A vízi szervezetek fajgazdagsága nagy, egyedszámuk kicsi, beleértve a mikroorganizmusokat. A víz természetes szagú és színű. Szennyvízbaktérium igen kevés.

III. osztály: tűrhető víz Mérsékelten szennyezetett (pl. tisztított szennyvizekkel már terhelt) víz, amelyben a szerves és szervetlen anyagok, valamint a biológiailag hasznosítható tápanyagterhelés eutrofizálódást eredményezhet. Szennyvízbaktériumok következetesen kimutathatók. Az oxigénháztartás jellemzőinek évszakos és napszakos ingadozása, továbbá, az esetenként előforduló káros vegyületek átmenetileg kedvezőtlen életfeltételeket teremthetnek. Az életközösségben a fajok számának csökkenése és egyes fajok tömeges elszaporodása vízszíneződést is előidézhet. Esetenként szennyezésre utaló szag és szín is előfordul. IV. osztály: szennyezett víz Külső eredetű szerves és szervetlen anyagokkal, illetve szennyvizekkel terhelt, biológiailag hozzáférhető tápanyagokban gazdag víz. Az oxigénháztartás jellemzői tág határok között változnak, előfordul az anaerob állapot is. A nagy mennyiségű szerves anyag biológiai lebontása, a baktériumok száma (ezen belül a szennyvízbaktériumok uralkodóvá válnak), valamint az egysejtűek tömeges előfordulása jellemző. A víz zavaros, esetenként színe változó, előfordulhat vízvirágzás is.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

11

A biológiailag káros anyagok koncentrációja esetenként a krónikus toxicitásnak megfelelő értéket is elérheti. Ez a vízminőség kedvezőtlenül hat a magasabb rendű vízi növényekre és a soksejtű állatokra.

V. osztály: erősen szennyezett víz Különféle eredetű szerves és szervetlen anyagokkal, szennyvizekkel erősen terhelt, esetenként toxikus víz. Szennyvízbaktérium-tartalma közelít a nyers szennyvizekéhez. A biológiailag káros anyagok és az oxigénhiány korlátozzák az életfeltételeket. A víz átlátszósága általában kicsi, zavaros. Szaga bűzös, színe jellemző és változó. A bomlástermékek és a káros anyagok koncentrációja igen nagy, a vízi élet számára krónikus, esetenként akut toxikus szintet jelent.

3. VÍZELLÁTÁS A vízellátás feladata a fogyasztói igények kielégítése megfelelő mennyiségben, megfelelő minőségben, és megfelelő energiatartalommal. Ezt a feladatot a vízellátó rendszer alrendszerei látják el. A megfelelő mennyiségről a vízbeszerzés gondoskodik, a megfelelő minőségről a víztisztítás, vízkezelés és a megfelelő energiatartalomról a szivattyúk, a hálózat és a tározók együttese, mely elemek együtt hidraulikai egységet alkotnak (1.ábra).

1. ábra A vízellátó rendszer felépítés

KGNB 270 KÖZMŰVEK

12

3.1 . VÍZBESZERZÉSEK

A vízbeszerzés alkalmazott tudománya a vízföldtan, a hidrogeológia. Ehhez a témához a „Hidrológia” tantárgyban tanultakat szükséges felfrissíteni. A vízbeszerzéseket a víz eredete alapján csoportosítjuk (2.ábra). A vízellátás során a vízbeszerzés történhet:

• csapadékvízből, • felszín alatti vízből, és • felszíni vízből.

2. ábra Vízelőfordulások és beszerzések

KGNB 270 KÖZMŰVEK

13

3.1.1. Csapadékvíz beszerzés Jelentősége hazai viszonylatban csekély. Műtárgya a ciszterna. A ciszterna feladata: a csapadékvizek összegyűjtése felhasználás céljából ott, ahol egyéb módon nem lehet vízhez jutni. A ciszterna tulajdonképpen egy vízgyűjtőmedence, amit a vízgyűjtőfelület mélypontján építünk meg. A medencének két fő része van (beömlési oldal, kivételi oldal), melyet egy szűrő választ el egymástól.

3.1.2. Felszín alatti vízbeszerzés A felszín alatti vizek osztályozása:

• kisebb mélységben: talajvíz, partiszűrésű víz, forrás; • nagyobb mélységben: rétegvíz, karsztvíz, ásvány-, és gyógyvíz.

Kisebb mélységben

A talajvíz a felszín és az első vízzáró réteg között helyezkedik el. Könnyen szennyeződik, de könnyen feltárható. A parti szűrésű víz vízhozama és vízminősége általában jó. A forrásokhoz a „Hidrológiában” tanultakat szükséges felfrissíteni.

Nagyobb mélységben A rétegvíz két vízzáró réteg közötti víztartó rétegekből ered. A fölül lévő talajrétegek nyomást gyakorolnak a víztartó rétegre. A nyugalmi vízszint, ha a terepszint fölött áll be, akkor pozitív artézi kút, ha a terepszint alatt, akkor negatív artézi kút. A 25 Co feletti vizek hévizek. A karsztvíz a mészkő és dolomit kőzetek hasadékaiban fordul elő. Nehezen feltárható, igen változó vízhozamú. Vízminősége jó. Ásott kút (3.ábra) Nagy mennyiségű vizet tárol, ezért gyenge vízadó képességű rétegben is jól használható. Az előre kialakított munkagödörbe utólag építik be a kútbélelést, ezért csak állékony talajban létesíthető. Bélelése leggyakrabban betongyűrűvel történik, de készülhet tégla, vagy kőfalazattal is. A kútbélés aljára (hézagos ill. perforált kútbélés esetén köré is) 6 - 16 mm átmérőjű mosott vegyes szemcséjű kavics kerül. Ez a kavicsréteg akadályozza meg a talaj finomabb szemcséinek bejutását a kútba. Jellemző mélysége: 4-10 méter, vízhozama: 0,5-5,0 m3/d, átmérője: 0,8-3,0 méter

KGNB 270 KÖZMŰVEK

14

Fő részei:

• kútfej - biztosítja a kútba való lejutást, a kút szellőzését, védi a kutat a külső szennyeződésektől;

• kútváz (kútbélés) - tömör, hézagos vagy perforált, anyaga lehet kő, tégla vagy beton;

• szűrőréteg - a kút alján, vagy a kút alján és az oldalán; • kút tartozékok - szivattyú, csövek, szerelvények, létra (hágcsó).

3. ábra Ásott kút Süllyesztett (akna) kút(4.ábra)

Fő részei: • kútfej - biztosítja a kútba való lejutást, a kút szellőzését, védi a kutat a külső

szennyeződésektől; • kútbélés (kútköpeny) - rendszerint a felszínen készül vasbetonból, majd

földkitermelés mellett süllyesztik le, • szűrőréteg - csak alulról táplálkozik, így a szűrőréteg az alján van; • kút tartozékok - szivattyú, csövek, szerelvények, létra (hágcsó).

KGNB 270 KÖZMŰVEK

15

átmérő: 0,8-3,0 m mélység: 8-12 m vízhozam: 300-500 m3/nap

4. ábra Süllyesztett kút Csőkút (5.ábra) Sekély mélységű fúrt kút, maximum 30 m mély, nincs benne tározott víz, durvább szemcséjű vízadó rétegek megcsapolására szolgál, általában kútsorba telepítik, vízhozama: 200-500 m3/nap. Az építés menete:

• iránycső lehelyezése néhány méter mélységbe; feladata kettős: függőlegesen tartás, felső rétegek vízének kizárása (szennyeződés miatt);

• iránycső cement dugójának elkészítése; • a cementdugó megszilárdulása után tovább fúrás egy kisebb átmérővel, ekkor

történik a béléscsövek lejuttatása a megfelelő mélységbe; • megfelelő mélység elérése után a béléscső védelme mellett lejutatják a

szűrőcsövet; • kavicsszűrő betöltése a védőcső visszahúzása mellett; • tisztító szivattyúzás és a vízhozam-görbe meghatározása.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

16

5. ábra Csőkút Mélyfúrású kút(6.ábra) Mélyebben lévő rétegvizek kiemelésére szolgál (több 100 m). Építésének menete:

• iránycső lemélyítése; • kereső előfúrás; • harántolt rétegek fizikai tulajdonságainak a mérése, a vízadó rétegek pontos

helyének a megkeresése; • béléscső elhelyezése a furat tömítése mellett; • szűrőcső lehelyezése a béléscső védelme alatt; • béléscső palástcementezése; • tisztító szivattyúzás.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

17

6. ábra Mélyfúrású kút Csápos kút (7.ábra) Vékonyabb homokos-kavicsos rétegek megcsapolására szolgál, a vízadóréteg minimális vastagságának 4-8 m-nek kell lennie.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

18

Két fő része van az akna és a csápok. • Az akna: vízzáró akna, melyet rendszerint úgy süllyesztenek le. Nagy az

átmérője és kettős a funkciója. Az építés során munkatérként szolgál, abból történik a csápok kihajtása, üzemeléskor pedig víztározóként funkciónál.

• A csápok: vízszintes szűrőcsövek melyek átmérője 30-40 cm, a hossza pedig 30-60 m. A csápok kihajtása kétsorban történik, minden sorban általában 5-5 csápot helyeznek el.

Két fajta csápos kutat különböztetünk meg: • a normál csápos kút vasbetonból készül, 5 m átmérőjű, és napi 8-12000 m3 vizet

ad; • a törpe csápos kút acélból készül d=2,2 m átmérővel, kapacitása pedig 5-8000

m3/nap.

7. ábra Törpe csáposkút

KGNB 270 KÖZMŰVEK

19

Forrásfoglalások A forrásokat változó vízmennyiség és változó vízminőség jellemez. A források osztályozása Kessler szerint, az ingadozási arányszám alapján történik. Az ingadozási arány: a forrás használhatóságának megítéléséhez ad kiindulási alapot. Ingadozási arány: I=Qmax/Qmin

ha I=1,0-3,0 kitűnő, ha I=3,1-5,0 igen jó, ha I=5,1-10,0 jó, ha I=10,1-20,0 mérsékelt, haI>20,1 rossz a forrás minősítése.

Források osztályozása a foglalás módja szerint:

• vonal mentén fakadó források, • alulról fakadó források, és • egy ponton fakadó források.

Források osztályozása a gyűjtés rendszere szerint: galériás és aknás. Talajvíz dúsítás A vízfolyás menti homokos-kavicsos rétegben lévő vízszintet mesterségesen megemelik. Talajvíz duzzasztás elve: a talajvíz áramlási irányára merőlegesen vízzáró mag készül, így az eredeti talajvízszint felduzzad. Fő részei:

• a vízkivételi szivattyú, • az ülepítő medence, • a szivárogtató medence és • a kútsor a víznyeréshez.

A kinyert víz igen jó minőségű, mert a szivárogtatás során a szennyező anyagok kiszűrődnek.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

20

3.1.3. Felszíni vízbeszerzés Felszíni vízkivételi művek biztosítják a megfelelő mennyiségű vizek kártétel nélküli beszerzését és továbbítását a vízmű felé. Két fő fajtáját különböztetjük meg: az ivó-, és az iparivíz célut. A beszerzés három helyről történhet:

• vízfolyásból, • tóból, és • mesterséges tározóból.

A létesítéshez ismerni kell a vízfolyás adatait:

• a vízjárást, /LNV, NV, KÖV, KV, LKV/ • a jégképződési viszonyokat, • a hordalék- és lebegőanyag tartalmat, • a hőmérséklet viszonyokat, és • az 1 évre visszamenő kémiai, biológiai, és bakteriológiai tulajdonságokat.

A vízkivétel helye lehet a vízfolyás:

• egyenes vagy mosott oldalán, • lakott terület fölött, • a vízfolyás irányához képest 450-os szögben úgy, hogy • a víztakarás minimum 1,5 – 2,0 m legyen.

Aknás vízbeszerzés (8.ábra)

• Erősen változó vízállás, • alacsony vízmélység, • nagy vízingadozás esetén

célszerű ezt a módszert alkalmazni, abban az esetben, ha van árvízvédelmi töltés. Mindig a domború partra kell helyezni, ahol a sodorvonal megközelíti a partot. Az aknás vízbeszerzésnél adódó üzemelési problémák:

• a parterózió, • a rács jegesedése és • a rácstisztítás.

8. ábra Aknás vízkivétel

KGNB 270 KÖZMŰVEK

21

Szívófejes vízkivétel (folyóból) Erősen változó vízjárású folyóknál alkalmazzák. A szívófej a sodorvonalig benyúlik és ezt bólyával, fénnyel jelölni kell. A szívófejet kaloda védi, tetején ráccsal. A beszívási sebesség 0,2-0,3 m/s (minél kevesebb lebegőanyag jusson a vezetékbe), az áramlási sebesség a vezetékben 0,5-1,0 m/s (a beszívott lebegőanyagok ne tudjanak leülepedeni). A vezetéket párosan építik ki, így ellenmosatásnál felváltva üzemelnek (9.ábra).

9. ábra Szívófejes vízkivétel tóból

Szívófejes vízkivétel (tóból) A szívófej a parttól 200-300 méterre nyúlik be, a vízmélységnek legalább 2,5-3,0 méternek kell lennie. A kaloda felső síkja a téli vízszint alatt 1,0-1,5 méterre legyen. A kiépítése hasonló, mint a folyónál. Mesterséges tározó (10.ábra) A mesterséges tározó megváltoztatja a vízfolyás eredeti tulajdonságát, feldúsul a víz ásványi-anyag tartalma, és a kis vízáramlás esetén oxigén szegény rétegek alakulnak ki. Előbbiek miatt vízkivételi szinteket kell kialakítani, hogy mindig a legkedvezőbb rétegekből lehessen vizet vételezni.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

22

10. ábra Vízkivétel mesterséges tározóból Galériák A galériák vízszintes szűrőcsövek, melyek a vízfolyások partján vagy a vízfolyások medrében helyezhetők el. Ennek alapján két fajtáját különböztetjük meg.

Parti-galéria kialakítása A galériacső a vízfolyás irányával párhuzamosan, a medren kívül, a parton épül. Lényeges, az agyagréteg (agyag dugó) beépítése a víz felülről történő szennyeződésének megakadályozására. A gyűjtő kutak egymástól maximum 300 m-re épülhetnek, a két kút között ellenőrző aknát kell építeni. Az építésnél vigyázni kell a kavics tisztaságára és a fertőzés elkerülésére.

Medergaléria kialakítása A medergaléria két fő része a galériacső és a szivornya. A galériacső a mederben a vízfolyás irányában fekszik; a szivornya pedig a vizet a parton lévő gyűjtőkútba továbbítja. Építése: galériacső – víz alatti kotrással (búvármunka); szivornya - szádfalas munkaárokban; gyűjtőkút - kútsüllyesztéssel. Lényeges, hogy a szivornya legmagasabb pontján légteleníthető legyen.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

23

3.2 . VÍZTISZTÍTÁS

A víztisztítás, vízkezelés feladata a vízzel szemben támasztott követelmények kielégítése, a fogyasztói igénynek megfelelő tisztaságú víz előállítása. A fogyasztói igény lehet ivóvíz (kommunális) vagy ipari minőségű. A víztisztítás során célszerűen összehangolt műveleteket hajtunk végre, e műveletek sorozata, kombinációja adja meg a tisztítási technológiát. A technológián belül mindig érvényesül a nagytól a kicsi felé haladás, a tisztítási technológia mindig a nyersvíz minőségétől és az elérni kívánt céltól függ. Vagyis attól, hogy miből mit szeretnénk előállítani. A tisztítás folyamán két fő célunk van: az úszó és lebegőanyagok eltávolítása, és az oldott anyagok eltávolítása és pótlása. Tulajdonképpen fázisátadásról van szó, bizonyos anyagokat eltávolítunk, bizonyos anyagokat pedig beviszünk a vízbe. A tisztítási eljárásokat jellegüktől függően fizikai, kémiai, és biológiai csoportokba sorolhatjuk.

11. ábra Víztisztítási eljárások

KGNB 270 KÖZMŰVEK

24

3.2.1. Gerebszűrés

Célja a vízen úszó és vízben lebegő durvább, szilárd szennyeződés eltávolítása (fa, ág, széna, jég). Feladata:

• a technológiai berendezések védelme, • a további műveletek tehermentesítése, és • a rácsszemét külön útra terelése.

Felépítése: • egymással párhuzamos, egymástól meghatározott távolságra lévő rácspálcák és • a tisztítóberendezés.

Pálcaköz szerint megkülönböztetünk: durva gerebet (20-30mm) és finom gerebet (1,5-15mm). A rács síkjának elhelyezkedése szerint: függőlegest vagy ferdét. A rácspálcák alakja változatos: kör, négyszög, ellipszis stb. A gereb tisztítása történhet: kézzel (30-45° dőlés esetén) vagy géppel (folyamatosan vagy periodikusan). Üzemelési problémát: a korrózió, a mechanikus rongálódás és télen a jegesedés okozhat.

12. ábra Gereb kialakítása

KGNB 270 KÖZMŰVEK

25

3.2.2. Szitaszűrés A vizet vékony, fém vagy műanyag szitaanyagon vezetjük keresztül. A tisztítási folyamat elve megegyezik a gerebszűrési elvével. Feladata: kiszűrni a finomabb szennyeződéseket, csökkenteni a derítő terhelését, és ha a tisztítótelep messze van a vízbeszerzés helyétől, akkor csökkenti a biológiai folyamatok beindulását. A szitaszűrők fajtái:

• síkszita szűrő, • szalagszűrő, • dobszűrő.

A síkszita szűrő kialakítása hasonló a gereb kialakításához, de itt a víz útjába

szitaszövetet állítanak.

A szalagszűrő egy körbe forgó, végtelenített szitaszalagból áll, folyamatos öblítéssel. Jellemzője, hogy belülről kifelé tisztít. A szalagszűrő függőleges vagy enyhén dőlt kialakítású. A szűrési sebessége 0,04 - 0,5 m/sec. A körbeforgási sebessége egyenlő a szűrési sebességgel.

13. ábra Szalagszűrő

KGNB 270 KÖZMŰVEK

26

Dobszűrő: körbeforgó henger alakú dob, amelyre különböző finomságú szitaháló van

felerősítve. Két fő típusa van,

• a nyitott, gravitációs, folyamatos öblítéssel, és • a zárt, nyomás alatti, szakaszos öblítéssel.

Nyitott, gravitációs dobszűrő folyamatos öblítéssel: jellemzője a nagy műtárgy méret (a hasznos felület a dob 40%), és a nagy öblítővíz igénye (2,5-3%). Előnye hogy egyszerű és üzembiztos, hátránya pedig a nagy méret, az érzékenység a vízingadozásra, és a nagy öblítővíz igény (14.ábra).

14. ábra Nyitott, gravitációs dobszűrő

Zárt, nyomás alatti dobszűrő, szakaszos öblítéssel: jellemzője, hogy a víz kívülről befelé áramlik, a dob egész felülete víz alatt van. A tisztítási folyamat két szakaszból áll a szűrésből és az öblítésből. Telepítése esetén minimum két szűrő szükséges, amíg az egyiket tisztítják, addig a másik dolgozik. Ott célszerű alkalmazni, ahol a nyersvíz nyomás alatt érkezik és a következő műtárgy is nyomás alatti. A szűrőellenállás értékét mérni kell, 150-200 mm-nél tisztítani kell, öblítővíz igény: 0,4-0,6% (15.ábra).

KGNB 270 KÖZMŰVEK

27

15. ábra Zárt, nyomás alatti dobszűrő

3.2.3. Ülepítés

A kiülepítés fajsúly (sűrűség) különbségen alapul. A vezetéken érkező víz a műtárgyba kerül, s a hirtelen szelvénynövekedés hatására az áramlási sebesség lecsökken. Ez az ülepítés egyik feltétele.

Különálló (diszkrét) anyagok eltávolítása

A diszkrét lebegőanyagok 0,1 mm-nél nagyobb átmérőjűek, eltávolításuk homokfogókkal történik. Homokfogók működésének lényege, hogy a víz áramlási sebességét lecsökkentjük 20-30 cm/sec-ra, lehetőséget biztosítva arra, hogy a w ülepedési sebességű anyagoknak legyen idejük leülepedni. Kiindulási adat azon szemcse átmérője, amit még ki akarunk ülepíteni. Az ülepedő szemcse mozgáspályája lineáris.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

28

Homokfogó célja:

• a gépészeti berendezések védelme, • a lerakódások megakadályozása, és • a derítő terhelésének csökkentése.

Főbb típusai: a vízszintes átfolyású, függőleges átfolyású, és a légbefúvásos.

16. ábra Hosszanti átfolyású homokfogó

Pelyhesedő lebegőanyagok eltávolítása A pelyhesedő lebegőanyagok olyan egymással ütköző és pelyhesedő, tömegüket időben növelő szemcsék, amelyek ülepedési sebessége időben változik, és eltávolításuk az ülepítő medencékben történik. Ülepítő medencék feladata a víztisztításban, a 0,02-0,1 mm átmérőjű, pelyhesedő anyagok eltávolítása, amik lassan ülepednek, de vegyszeres kezelést nem igénylenek. A derítés fázisszétválasztó terét is ülepítőknek nevezik.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

29

Az ülepítőmedence a pelyhek időben változó tömege és térfogata miatt nem méretezhetők hidraulikailag egyértelműen. A méretezésnél figyelembe veendő szempontok a felületi terhelés, a vízréteg vastagsága, az ülepedés ideje. Ülepítő medencék típusai:

• függőleges átfolyású - főképp derítőknél alkalmazzák. • vízszintes átfolyású - a vízszintes, hosszanti átfolyású ülepítő medencék

kialakítása hasonló, mint a homokfogóké, de a v~1 cm/s; a vízszintes; a sugárirányú átfolyású ülepítő medencék perifériás vagy középső bevezetésűek lehetnek, ilyen medence például a Dorr-típusú ülepítő medence

• többszintes ülepítők - speciális kialakításuk lehetővé teszi, hogy egy adott méretű műtárgyban megnöveljük az ülepítési út hosszát, fajtái a sorba kapcsolt és a párhuzamos kialakítású

17.ábra Kétszintes soros kapcsolású ülepítőmedence

• osztott terű ülepítők - az ülepítőtérbe lemezeket, csőkötegeket helyeznek s

ezáltal, a felületi terhelést 3-6 szorosára növelik

18.ábra Csőkötegekkel osztott terű ülepítő medence

KGNB 270 KÖZMŰVEK

30

3.2.4. Flotáció (felúsztatás)

A flotáció feladata, a vízzel közel azonos sűrűségű, nehezen ülepíthető és nehezen pelyhesíthető anyagok eltávolítása (túl nagy ülepítőre lenne szükség). Fajtái a légbefúvásos, az elektroflotálás, a túlnyomásos és a vákuumos.

• A légbefúvásos flotálás során légbuborékot vezetnek a vízbe, melyek segítségével a lebegőanyagok felúsznak.

• Elektroflotáláskor áramot vezetnek a vízbe, melynek hatására hidrogén és oxigén gázbuborékok keletkeznek, melyek felúsznak a medence felszínére magukkal ragadva a lebegőanyagokat.

• A túlnyomásos flotáció során a levegő nyomását 1-3 barral növelik a víztér felett, bekeverik a vízbe, majd hirtelen a nyomást lecsökkentik melynek következtében lehetőség adódik a felúszásra.

• A vákuumos flotáció során a levegő nyomását 1-3 barral növelik a víztér felett, bekeverik a vízbe, majd hirtelen a víz felett vákuumot hoznak létre, melynek következtében lehetőség adódik a felúszásra.

3.2.5. Derítés

Ha a tisztítandó vízben kolloidális méretű lebegőanyagok, vagy kolloidális oldott anyagok vannak azt derítéssel lehet eltávolítani. Az ilyen szemcsék a víztérben zeg-zugos pályán haladnak, a Brown-féle mozgás törvényeinek vannak alávetve és rendszerint agyagásványokból épülnek fel. Jellemzőjük, hogy a víznél nagyobb a sűrűségük, de a felületükön lévő negatív töltés okozta taszító erő miatt, mechanikai úton nem ülepíthetők. Ahhoz, hogy a kolloid részecske ülepedhessen, elektrokémiai folyamatok segítségül hívása szükséges. Először a kolloidszemcsék töltésével ellentétes töltésű kolloidokat juttatnak a vízbe, s így a negatív feszültségi állapot közömbösíthető. Ezután szemcsék között a vonzóerő válik uralkodóvá, a kolloid szemcsék a pelyhekhez tapadnak, pelyhek képződnek és a nehezebb fajsúly és a semleges töltés lehetővé teszi ülepítésüket. Derítés tehát elektrokémiai folyamat, ahol megfelelő fizikai és elektrokémiai beavatkozással a kolloid részecskéket sokszorta nagyobb pelyhekké növelik, ill. az oldott részecskéket oldhatatlan csapadékká alakítják át és az így már ülepíthetővé vált anyagokat kiülepítik. A derítés célja, hogy a víz olyan mértékig váljon tisztulttá, hogy már gyorsszűrőre bocsátható. A derítőszerek két csoportja ismert: az alumínium vegyületek és a vas vegyületek.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

31

3.2.6. Gyorsszűrés

A gyorsszűrűket a vas- és mangántalanításnál is használják. A gyorsszűrés műtárgyai a zárt- és nyitott gyorsszűrők, melyek álló és fekvő kivitelben is készülnek.

3.2.7. Lassúszűrés A lassúszűrő az ivóvíztisztításban az egyetlen olyan műtárgy, ahol a mechanikai tisztítás mellett biológiai tisztítás is lezajlik.

3.2.8. Kémiai víztisztítási eljárások

Az ivóvíztisztításban a kémiai eljárások közé tartozik a savtalanítás, a vízlágyítás és a csírátlanítás, fertőtlenítés melyek részletes tárgyalása nem része a „Közművek” tantárgynak.

3.3 . VÍZIGÉNYEK

A vízigényt általánosan ( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

dfőlqfőL

dlQ

, összefüggéssel határozhatjuk meg,

ahol Q – a vízigény, L – az ellátott lakos szám, q - az átlagos, fajlagos vízigény. Mindkét tényező időben változik, L függ: a demográfiai előrejelzéstől, az urbanisztikai előrejelzéstől, és a belső népvándorlástól; q függ: a földrajzi helyzettől, az ellátottság színvonalától, az életmódtól, a szokásoktól, az életszínvonaltól, a gazdasági helyzettől, és az egyéb közművekkel való ellátottságtól és a fogyasztói ártól. Egy város napi vízigényét, az alábbiak szerint határozhatjuk meg: Q város = Q kommunális + Q ipari + Q mezőgazdasági + Q tűzvíz + Q hálózati veszteség + Q vízmű saját igénye

• Q kommunális az a vízmennyiség, amely az ember mindennapos életéhez, higiénikus életkörülményeinek biztosításához szükséges. Q kommunális = Q lakosság + Q intézmény Q lakosság, a lakosság háztartásában a vízigény Q intézmény, a lakosságot kiszolgáló intézmények vízigénye

KGNB 270 KÖZMŰVEK

32

• Q ipari = Q technológiai + Q járulékos Q járulékos, az üzemben dolgozók szociális célú vízigényét foglalja magában Q technológiai, termék előállításához szükséges vízmennyiség

• Q mezőgazdasági = Q technológiai + Q járulékos

Q járulékos, az üzemben dolgozók szociális célú vízigényét foglalja magában Q technológiai, termék előállításához szükséges vízmennyiség

• Q tűzvíz, az Országos Tűzvédelmi Szabályzat tartalmazza • Q hálózati veszteség az értéke ~10% • Q vízmű saját igénye az értéke ~ 3%

A mértékadó vízigényeket a méretezés során használjuk, és az alábbi fajtáit különböztetjük meg:

Átlagos napi vízigény ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅= ∑

= dmqLQ i

n

iid

3

1

Legnagyobb napi vízigény ( )2,32,1

3

1

max

−−

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅= ∑

=

tényezőnségiegyenlőgyeévszakosaholslvagy

dmQQ

d

n

iddd

β

β

Átlagos órai vízigény ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

hlvagy

hmQ

Q dh

3

24

Legnagyobb órai vízigény ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅=⋅

⋅hlvagy

hmQQQ d

hd

hdh

3maxmax

2424βββ

ahol −hβ órai egyenlőtlenségi tényező

Legkisebb napi vízigény ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅−=

dmQQ dd

3min )9,08,0(

Legnagyobb vízigény időésvízvételezT

ztérfogatigényeltvíVaholslvagyl

TVQ

−−

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

,minmax

KGNB 270 KÖZMŰVEK

33

3.4 . A SZIVATTYÚ, A HÁLÓZAT ÉS TÁROZÓ MINT HIDRAULIKAI

EGYSÉG A víztisztító telepről általában szivattyúzással juttatják a vizet, a fogyasztókat ellátó vízellátó hálózatba. A hálózati szivattyúk szívómedencéje a tisztítótelep úgynevezett tisztavíz medencéje. A víz szétosztásának vizsgálatánál figyelembe kell venni, hogy a fogyasztói igények egy napon belül, de az év folyamán is állandóan változnak. Feltételezve, hogy a pillanatnyi vízfogyasztás a pillanatnyi vízigénnyel megegyezik, a

pillanatnyi vízfogyasztást jelöljük ∑ fQ -fel. Miután ez a vízmennyiség kilép a hálózatból, ezért ez negatív mennyiség legyen. A hálózati szivattyúzás pillanatnyi

mennyiségét jelöljük ∑ szQ -szel, s mivel belépő vízmennyiséget képvisel, legyen pozitív.

A ∑∑ + szf QQ mennyiség a nap folyamán állandóan változik. Ha ∑∑ ⟩ fsz QQ , akkor a hálózatba szállított vízmennyiség több mint a pillanatnyi vízfogyasztás; ha viszont

∑∑ ⟨ fsz QQ , akkor a hálózati szivattyúzás nem fedezi a pillanatnyi vízfogyasztást. A hálózati szivattyúzással igazodhatnak a fogyasztói vízigények változásához, de teljes mértékben a köztük fennálló különbség nem küszöbölhető ki. A különbségek kiegyenlítéséről a tározók segítségével lehet gondoskodni.

Legyen a tározó pillanatnyi vízforgalma ∑ tQ . A ∑ jel alkalmazása azért szükséges, mert a nagyszámú fogyasztót, több szivattyútelep és több tározó szolgálja ki.

Most már felírható a kontinuitás egyenlete: 0=++ ∑∑∑ tszf QQQ

Megállapítható, hogy ∑ tQ egyaránt lehet pozitív vagy negatív.

Ha ∑∑ ⟩ fsz QQ , akkor a hálózat táplálja a tározót (∑ tQ negatív),

ha viszont ∑∑ ⟨ fsz QQ , akkor a tározó is vizet ad a hálózatba (∑ tQ pozitív). Az egyenletből látható, hogy a szivattyúkat, a hálózatot és a tározókat egységes hidraulikai rendszernek kell tekinteni. A fenti egyenlet minden tagja időben változó mennyiségek.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

34

3.5 . VÍZELLÁTÓ HÁLÓZAT

Vízellátó hálózatnak nevezzük, a vizet a fogyasztóhoz szállító vezetékek összessége.

3.5.1. A vízellátó hálózat vonalvezetési változatai

Az ellátandó terület jellegétől függően a hálózat vonalvezetése lehet: elágazó, összekapcsolt, körvezetékes, vagy vegyes. Elágazó hálózat esetén a vezetékszakaszok vakon végződnek, minden ág csak egy irányból kap vizet, kicsi az üzembiztonság, a legkisebb csőhosszal építhető, nagy a nyomásingadozás a fogyasztás függvényébenben, a vak ágakon vízpangás jöhet létre (vízminőség romlás).

19.ábra Elágazó vízellátó hálózat

Összekapcsolt hálózatnál nincs vakon végződő ág, nagyobb csőszükséggel építhető, a fogyasztó legalább két részről kaphat vizet, üzem biztos, csőtörésnél szakaszolható.

20.ábra Összekapcsolt vízellátó hálózat

Körvezetékes hálózat esetén a fővezeték egy önmagába visszatérő kört alkot, melyhez másodrendű kör is csatlakozhat, egy szakasz több oldalról kap vizet, nagy az üzembiztonsága, és a legnagyobb csőhosszal építhető.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

35

21.ábra Körvezetékes vízellátó hálózat

A vegyes hálózat az összekapcsolt és a körvezetékes kombinációja, a nagyvárosokban fejlődött ki és több oldali betáplálás és tározás jellemzi.

22.ábra Vegyes vízellátó hálózat

3.5.2. A helyszínrajzi vonalvezetés szabályai

A szivattyú és a tározó közötti vezeték a fővezeték vagy gerincvezeték. Ha a vízmű a város határán kívül esik, akkor az ún. tápvezeték szállítja a vizet. Ha a vízvezeték nagy távolságon szállítja a vizet és távol esik a várostól, akkor távvezeték a neve. A fogyasztók az elosztóvezetékről kapják a vizet, de fővezetékről is kaphatják, ha a fővezeték átmérője kisebb mint 400mm.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

36

A fővezeték az úttest alá kerül, az elosztóvezeték a zöldsávban vagy a járda alá. A nyomott vezeték mindig az utca meleg oldalán legyen. A vezeték falaktól való minimális távolsága 4 m, a fák gyökérzónájától 1,5 m, más közművektől 1,5 m. Ha a fenti távolságok nem biztosíthatóak, akkor védőcső szükséges. Védőcsövet kell alkalmazni még a vasútnál, útnál és vízátfolyásoknál történő keresztezésekkor. A csövek acélból készülnek, az egyik végén aknát, a másik végén vízzáró kapcsolatot kell elhelyezni. A keresztezés előtt és után tolózárat kell beépíteni. Védőcső szerepe, hogy védi a vezetéket a dinamikus hatásoktól, csőtörés esetén védi a keresztező közműveket és védi az ivóvizet az esetleges szennyeződésektől.

3.5.3. Magassági vonalvezetés szabályai

A magassági elhelyezéshez a viszonyítási alapsík, az útszegély melletti meglévő vagy tervezett folyóka meglévő pontján átmenő vízszintes sík. A víz nyomás alatt áramlik, ezért a vezetékkel közel párhuzamosan követhető a terepvonal az alábbi megkötésekkel:

• a vezeték felett minimum 1,2 m földtakarásnak kell lenni, • a vízszintes szakaszokat kerülni kell, mert légzsákok alakulhatnak ki, • min.0,15% lejtés vagy emelkedés vezetendő a cső, • minél kevesebb magas és mélypontja legyen a hálózatnak, • a vezeték ne kerüljön a nyomásvonal felé, • a vezeték magas pontjaira légtelenítőt, a mély pontjaira leürítőt kell beépíteni.

3.5.4. Hálózat hidraulikai vizsgálata

Az elosztóvezeték rendszerek két fő típusát különböztetjük meg. Elágazó rendszerű az a hálózat, amelynél a fővezetékből mellékvezetékek ágaznak le. Körvezetékes rendszerű az a hálózat, amelynél a fővezetékhez kapcsolódó körvezetékek zárt rendszert alkotnak.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

37

Elágazó rendszerű vízellátó hálózat

23.ábra Elágazó rendszerű vízellátó hálózat

24.ábra Elágazó hálózat hidraulikai vizsgálata

210 QQQ +=

( )20

221

0

00

20

0

000 22 Ag

QQdl

gv

dl

hv ⋅⋅+

⋅⋅=⋅

⋅⋅= λλ

21

21

1

11

21

1

111 22 Ag

Qdl

gv

dlhv ⋅⋅

⋅⋅=⋅

⋅⋅= λλ

22

22

2

22

22

2

222 22 Ag

Qdl

gv

dlhv ⋅⋅

⋅⋅=⋅

⋅⋅= λλ

Hhh vv =+ 01

hHhh vv −=+ 02

????? 21210 ===== QQhhh vvv

KGNB 270 KÖZMŰVEK

38

Körvezetékes rendszerű vízellátó hálózat

25.ábra Körvezetékes vízellátó hálózat

A körvezetékes rendszer többféleképpen méretezhető:

• A szabatos módszer lényege, hogy a körgyűrűk számától függően több ismeretlenes egyenletrendszert írnak fel.

folytonosság, csomópontokra: ∑ = 0Q ; minden körvezetékre: 0=∑ vh

Ismeretlenek száma = minden csomópont + minden körvezeték

• Egy másik lehetséges mód a fokozatos közelítés elvén alapuló úgynevezett Cross módszer.

A körvezetékes hálózat vizsgálata során, az alábbi tényezőket kell meghatározni:

• ágak átmérőjét,

• egyes pontokon az üzemi nyomás nagyságát,

• ágak mértékadó vízszállítását,

• áramlási sebességeket az ágakban,

• magas tározó üzemi vízszintjét,

• hálózati szivattyú méretezését (ellenőrző jelleggel).

A hálózat vizsgálata ellenőrző és nem méretező jellegű, mivel túl sok ismeretlen van, amelyek egymásra hatnak.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

39

Az ellenőrzés technikája a következő:

1. Alapadatként az egyes ágak mértékadó vízszállítása számítható.

2. Feltételezzük az egyes ágak átmérőjét és a tározó üzemi vízszintjét.

3. a.) Vizsgáljuk a felvett átmérők esetén a kialakuló sebességeket és a

súrlódási veszteségeket.

b.) A súrlódási veszteségek és a tározó üzemi vízszintje ismeretében

számítható az egyes pontokban a nyomás.

4. a.) Ha a sebességek vagy a relatív súrlódási veszteségek nem felelnek meg, új

átmérő vissza 2 pont.

b.) Ha az üzemi nyomás nem megfelelő a tározó üzemi vízszintjét kell

változtatni, vissza 2. pont.

5. Változtatások után vissza 3. pontra és újra ellenőrzés.

A csőátmérők felvétele: a fővezetékeket előzetesen számítjuk, majd ehhez

viszonyítva lehet becsülni a többi vezeték átmérőjét.

• A szivattyú és a csőhálózat közötti szakaszt mindig maxszivQ -ra választjuk.

• Átfolyásos tározónál a tározó és a hálózat közötti szakasz maxfogyQ -ra választjuk.

• Ellennyomó tározónál és oldal tározónál, a tározó és a hálózat közötti szakaszt ( )max

Fsz QQ + -ra választjuk.

• Súlyponti tározó: részleges üzemű.

• Másod és harmadrendű fővezetékek az általuk táplált területrész maxhQ szállítják.

Méretezési üzemállapotok: A maximális töltődés és a maximális ürülés. Ezen kívül a hálózatot vizsgálni kell különleges esetekre, ez az ellenőrzési üzemállapot (pl: csőtörés, tűz), eljátsszuk, a mi lenne, ha… esetet Mértékadó üzemállapotok: A hálózat egyes pontjaiban uralkodó nyomás pillanatnyi értéke több tényezőtől függ, ezek:

⇒ a magastározó vízfelszínének a magassága, ⇒ a magastározó és a vizsgált pont közötti nyomáskülönbség.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

40

3.5.5. A vízellátó hálózat kialakítása

Csőanyagok:

• Öntöttvas csövek – ma már csak, mint idomokat használják, ~ 60 év élettartam;

• gömbgrafitos öntöttvas - ~ 100 év, korrózióálló, nehéz, 5m hosszú;

• acélcső - anyaga korrodál, de egyes esetekben (nagy nyomás) szükséges,

védőcsőként és út alatti átsajtolásnál használják;

• feszített vb. cső - nagy átmérők (600-1800 mm) és távvezeték esetén;

• azbesztcement nyomócső - leggyakoribb, ~ 50 év, hidraulikailag jó, vízzáró,

közepes ár;

• KM-PVC; KPE nyomócsövek.

Műtárgyak:

• aknák,

• vasút-, közút- alatti műtárgyak,

• nyomás szabályozók,

• meder alatti átvezetés műtárgyai.

3.6 . SZIVATTYÚ

A szivattyúk, a folyadékok munkavégző képességét növelő berendezések. A

vízellátásban leggyakrabban használt típusok: az örvény vagy centrifugál, a búvár és a

mamut. Régebben a dugattyús szivattyúk voltak elterjedtebbek, manapság a

centrifugál szivattyúk. A centrifugál szivattyú fő része a járókerék, mely nagy

frekvencián járómozgást végez. A víz tengelyirányban érkezik és a lapátokat nagy

energiával hagyja el. Egy szivattyúban több járókerék is lehet, s így az emelőmagot

növelheti. A szivattyút egy villanymotor hajtja. A két részt a tengelykapcsoló köti

össze, ami nagy fordulatszámmal forog (1440-2880 fordulat/min), ezért szükséges a

közös gépalap.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

41

26.ábra Centrifugál szivattyú fő részei

Szivattyúk működés szerinti csoportosítása:

• térfogat-kiszorítás elvén működő szivattyú pl: dugattyú,

• forgásba-hozott testekkel átadott energia alapján működő pl: centrifugál és

• az egyéb elven működő szivattyúk,mint pl: csiga, mamut.

A szivattyúk leggyakoribb alkalmazási helye a vízellátásban:

• vízkivételi műveknél,

• vízbeszerzésnél,

• víztisztító-telepek technológiai szivattyúi,

• hálózati szivattyú,

• nyomásfokozó szivattyú.

Szivattyúk jellemző belső adatai:

Q - vízszállítóképesség (l/min, l/s) Hm - manometrikus emelőmagasság, szállítómagasság (m) M - hajtónyomaték (Nm) P - teljesítmény (W) N - fordulatszám (1/min) η - hatásfok ( %)

A szivattyúk jelleggörbéje az adatok közti kapcsolatot mutatja. A szivattyú szívócsövével egy ún. szívómedencéből szívja fel a folyadékot, amelyet nyomócsövével egy felső medencébe nyom.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

42

27.ábra Szivattyú jelleggörbéje

Mind a szívó-, mind a nyomóoldalon súrlódási- és helyiveszteségek lépnek fel. A szivattyú tehát nem a statikus (geodéziai) szintkülönbségre, hanem a veszteségekkel megnövelt manometrikus emelőmagasságra szállítja a folyadékot. A szívócsövet és a nyomócsövet is rövid csővezetékkéntkell méretezni.

28.ábra Centrifugál szivattyú emelőmagasságának meghatározása

KGNB 270 KÖZMŰVEK

43

nym

szmm HHH +=

∑∑ +++= nyv

nyst

szv

szstm hHhHH

∑∑ += vstm hHH

Szivattyúk elhelyezésének lehetőségei:

• Szívócsöves kialakítás - a szivattyú a szívómedence felett helyezkedik el.

Rritkán alkalmazzák, mert kedvezőtlen az üzemeltetése. Indításkor légteleníteni

kell, és lábszelepet szükséges alkalmazni. A szívás mélysége korlátozott. Előnye,

hogy a szivattyút száraz helyre lehet telepíteni.

• Ráfolyásos kialakítás - a gépház lesüllyesztésével a szivattyú a szívómedence

szintje alá kerül.

• Búvárszivattyú - a szivattyúnak nincs szívóoldala. Mélyfúrású kutak vízkivételére

alkalmas, kicsi a helyigény, kedvező karbantartási tulajdonságok jellemzik.

Nedves közegre nem érzékeny, érintésvédelmi problémák nincsenek.

Szivattyúk összekapcsolása:

A szivattyúk összekapcsolásával a jellemző belső adatok módosíthatók.

Sorosan a közel azonos vízszállítású szivattyúkat lehet összekapcsolni, és ennek

következtében nő az emelőmagasságuk.

Párhuzamosan közel azonos járómagasságú szivattyúkat lehet összekapcsolni, és ennek

következtében nő a vízszállításuk.

A vízmű szivattyútelepeken, ha 1 működő szivattyú van, akkor 100%-os tartalékot kell

képezni, ha 2 vagy több szivattyú van, 30%-os tartalékot kell képezni. A szivattyúzás

menetrendjével igazodni kell az érvényes energiagazdálkodási szempontokhoz.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

44

3.7 . TÁROZÓK A víz tározása több feladat egyidejű megoldását teszi lehetővé. Ezek:

• a vízbeszerzés és a vízfogyasztás közötti eltérés kiegyenlítése,

• a víz tározása, csőtörés, tűz stb. céljaira,

• a hálózati nyomás előírt szinten való tartása.

A tározókat a tározás célja, valamint a fogyasztási helyhez viszonyított elhelyezkedés

szempontjából csoportosíthatjuk.

A tározás célja szerint vannak:

• Magaslati tározók, melyek a fogyasztási hely feletti természetes magaslaton

épített medencék, illetve síkvidéken a víztornyok. Ezek mindhárom tározási

feladatot ellátják.

• Mély elhelyezésű medencék, amelyek csak tűzbiztonság miatt tartalékolnak

vizet.

• Hidroforok, amelyek csak egy-egy magasház vagy magasház csoport, kisebb

fogyasztói vízigénynél nyernek alkalmazást. Gyakorlatilag mindhárom tározási

feladatot ellátják.

Magasság szerint megkülönböztetjük:

• a magas (üzemi vízszintje az ellátandó terület felett van, nyomást is biztosít), és

• a mély (üzemi vízszintjük az ellátandó terület alatt van) tározókat.

Rendeltetés szerint a tározó lehet:

• a víztermelés és a hálózati szivattyúzás különbségét kiegyenlítő tározó

(tisztavíz medence),

• a hálózati szivattyúzás és a fogyasztás különbségét kiegyenlítő tározó,

KGNB 270 KÖZMŰVEK

45

• hálózati nyomást szabályzó tározó (magas tározó), vagy

• különleges célokat szolgáló tározó (tűzivíz tározó).

A tározók elhelyezése történhet:

• A fogyasztási terület előtt. Ekkor átfolyásos medencéről beszélhetünk. E

megoldás a nyomások alakulása szempontjából a legkedvezőtlenebb. Az

átfolyásos medence vizének nyomásszintjét ugyanis úgy kell megállapítani, hogy

az biztosítani tudja a legtávolabbi fogyasztóhoz történő vízeljutás lehetőségét,

vagyis a súrlódási ellenállás legyőzését.

29.ábra Átfolyásos tározó kialakítása

• A fogyasztás súlypontjában. Ez a tározó elhelyezés az egyenletes nyomás

biztosításának lehetősége miatt igen kedvező.

30.ábra Súlyponti tározó kialakítása

KGNB 270 KÖZMŰVEK

46

• A fogyasztási terület mögötti megoldást ellennyomó medencés tározásnak

nevezzük. Az ivóvízhálózat kétoldalról táplálkozik, üzembiztonsági szempontból

ez a legkedvezőbb megoldás.

31.ábra Ellennyomó tározó kialaítása

Az egyes elhelyezési lehetőségeket vizsgálva megállapítható, hogy elsősorban

súlypontban elhelyezett földalatti medence, vagy az ellennyomó medence a kedvező.

Víztornyot csak ott alkalmaznak, ahol az előző műtárgyak a kedvezőtlen

terepadottságok miatt nem létesíthetők.

Tározó térfogat-meghatározása

A tározónak a pillanatnyilag adódó vízfelesleget vagy vízhiányt kell raktároznia.

Cél: a tározás, a fogyasztás és a szivattyúzás közti eltérés kiegyenlítése. Ha a

tározandó víz mennyiségét akarjuk vizsgálni, akkor a szivattyúzás és tározás

összegének az időbeni változását kell figyelembe venni. Ez az érték időben változik,

valamint előjelet is válthat.

A legtöbb esetben 24 órás kiegyenlítésű tározókat terveznek, de üdülő vagy

vízszegény területeken heti kiegyenlítésű tározó szükséges. Minél hosszabb a

kiegyenlítési idő, annál nagyobb a tározó térfogata. Egy rendszeren belül minimum 2

tározó szükséges: a víztisztító telep tisztavíz medencéje és a hálózaton belül lévő

magastározó. E két tározó térfogata a napi fogyasztás ~30%-át tározza.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

47

4. CSATORNÁZÁS A csatornázás feladatát az úgynevezett csatornamű látja el, melyet két alrendszerre oszthatunk. Az egyik része a csatornahálózat, melynek a szennyvíz és csapadékvíz összegyűjtése és elszállítása a feladata, a másik része a szennyvíztisztító telep ahol a szennyvíz és csapadékvíz tisztítása és elhelyezése (befogadó) történik.

4.1. CSATORNA- RENDSZEREK OSZTÁLYOZÁSA

A csatornarendszereket osztályozhatjuk:

• a szennyvíz és csapadékvíz összegyűjtése, elvezetése (egyesített, elválasztott és vegyes csatornarendszerek) és

• áramlástani szempontból (gravitációs /szabadfelszíni vízmozgás /, nyomás alatti, és vákuumos csatornázási rendszerek).

4.1.1. Gravitációs csatorna rendszer

Az egyesített rendszerű gravitációs csatorna Az egyesített rendszerű gravitációs csatorna jellemzője, hogy a szennyvíz és csapadékvíz egy csatornarendszerben áramlik. Akkor célszerű ezt a rendszert alkalmazni, ha:

• a különböző szennyvíz fajták együttes mechanikai és biológiai tisztítása előnyös vagy lehetséges,

• a közterület keresztszelvénye már olyan zsúfolt, hogy nincs mód párhuzamos csatornahálózatot építeni,

• sík területen, ahol kellő esésviszonyok hiányában az elválasztott rendszerű csatornák közül főleg a szennyvízcsatorna eldugulási veszélye nagy,

• a befogadó terhelhetősége és hozama nagy, így a biológiai tisztítás elkerülhető.

További jellemzője e rendszernek, hogy:

• a szennyvíztisztító telepre érkező szennyvíz ún. „kevert” állapotú,

• a rendszert a csapadékvíz mennyiségére kell méretezni,

KGNB 270 KÖZMŰVEK

48

• a nagy keresztmetszetek kiküszöbölése végett bizonyos távolságokban (a hidraulikai- és szennyezőanyag terhelés csökkentése végett) meg kell csapolni a rendszert és a keverékvíz egy részét a legközelebbi befogadóba lehet vezetni.

32.ábra Egyesített gravitációs csatornarendszer helyszínrajzi kialakítása

Az ilyen kialakítású csatornák előnye, hogy: • csapadékos időszakban jelentős a csapadékvíz mennyisége, aminek

következtében a lebegőanyagok lerakódásának és a szelvény eldugulásának a veszélye csökken,

• a csatornahálózat csapadék hatására bekövetkező természetes öblítődése mind közegészségügyi, mind műszaki szempontból kedvező,

• az épületek telekhatáron kívül haladó közcsatornára való rácsatlakozásakor csak egy bekötőcsatorna szükséges.

Hátránya e rendszereknek, hogy:

• gazdasági okokból a maximális csapadékvíz mennyiségnél kisebb, úgynevezett mértékadó mennyiségre méretezzük, s emiatt a víz a csatornákban néha visszaduzzadhat, a mélyebben fekvő helységeket eláraszthatja,

• nagy átmérőjű csatornát kell legalább 2,5-3,0 m mélységre telepíteni.

Az oldalbukós túlfolyó zápor idején tehermentesíti a csatornarendszert azáltal, hogy a csatornába épített bukón túlfolyik az a víz mennyiség, melyet a szennyvíztelep már nem tudna fogadni. Így a kevert szennyvíznek ez a része tisztítatlanul kerül közvetlenül a befogadóba.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

49

Szintén a szennyvíztelep tehermentesítése a feladata a záportározóknak (csapadékvíz-tározóknak) is. A záportározóknak három alaptípusát különböztetjük meg:

• Átfolyásos tározó medence (az érkező kevert-szennyvíz teljes mennyisége átfolyik rajta a szennyvíztisztító telep felé, csak késve, késleltetve kerül tisztításra, de ez által a telepet hidraulikailag tehermentesíti zápor idején),

• Túlfolyásos tározó medence (az érkező kevert-szennyvíznek csak az a része kerül a szennyvíztelepre, amelyet az a záporidején fogadni tud, a felesleg a túlfolyón keresztül, tisztítatlanul kerül a befogadóba)

• Ülepítő tározó medence (a zápor idején érkező kevert-szennyvizet nem a szennyvíztelep felé vezeti, hanem részleges mechanikai tisztítás – ülepítés – után közvetlenül a befogadóba; azaz ez a tározó típus nincs közvetlen kapcsolatban a szennyvízteleppel).

Az elválasztott rendszerű csatorna Az elválasztott rendszerű csatornahálózatban a szennyvíz és csapadékvíz egymástól független, külön áramlik. Az ilyen rendszer létesítése akkor javasolt, ha:

• a befogadó vízhozama és terhelhetősége csekély, és ezért nagyfokú biológiai tisztításra van szükség,

• a csatornázandó település a befogadó vízfolyás mellett hosszan terül el, és a csapadékvizek több helyen közvetlenül bevezethetők a vízfolyásba.

További jellemzője a rendszernek, hogy a szennyvíz teljes mennyiségben tisztításra

kerül, a csapadékvíz túlnyomó többsége tisztítás nélkül folyik a befogadóba. Az úttest

alatt két csatorna található és a a rendszeren belül

a szennyvíz gravitációsan, nyomás alatt, vagy vákuumos üzem alatt áramlik, mindhárom

esetben zárt szelvényű csatornában;

a csapadékvíz mindig gravitációsan, zárt szelvényű csatornában, nyílt felszíni

árokhálózatban, vagy fedett árkos elvezetésben.

Előnye a rendszernek, hogy a hidraulikailag jól méretezett hálózatban visszaduzzasztás nem fordul elő.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

50

Hátránya, hogy két csatorna számára kell helyet biztosítani, ami a keskeny úttest alatt gondot jelenthet

33.ábra Elválasztott rendszerű gravitációs csatornarendszer helyszínrajzi kialakítása A vegyes csatorna rendszer Az egyesített és elválasztott csatornarendszer ötvözete, egy településen belül viseli magán mindkettő előnyeit, hátrányait.

34.ábra Jellegzetes vegyes csatorna rendszer

KGNB 270 KÖZMŰVEK

51

4.1.2. Nyomás alatti csatorna rendszer

A nyomás alatti csatornarendszer működéséhez külső energiaforrás szükséges. A szennyvíz szivattyú és/vagy kompresszor hatására mozog. Ez a rendszer tulajdonképpen a vízelosztó hálózat fordítottjaként is felfogható.

A vízellátó hálózatban egy nyomáskeltő központ és nagyszámú megcsapoló van, míg a nyomás alatti csatornarendszerben számos nyomáskeltő központ (az átemelők) és egyetlen megcsapoló található.

A rendszer előnye, hogy: • a csatorna magasságilag mentesül a kötöttségektől, és

• a szennyvíz tartózkodási ideje a csatornarendszerben lecsökken (maximum 6 óra lehet).

Hátránya a rendszernek • az állandó üzemelési költség (szivattyú és kompresszor) és

• a fenntartási költség.

Alkalmazását indokolhatja a csatornabeli tartózkodási idő lerövidítése, valamint ha a domborzati viszonyok miatt műszakilag nem lehet gravitációs rendszert létesíteni.

A nyomás alatti csatorna rendszer helyszínrajzi kialakítása A helyszínrajzi kialakítás két típusát különböztetjük meg.

Az elágazó (ágas) jellemzője, hogy hidraulikailag egyértelműen méretezhető, és minden egyes házhoz vagy házcsoporthoz átemelő szivattyú szükséges.

35.ábra Nyomás alatti ágas csatornarendszer elvi kialakítása

KGNB 270 KÖZMŰVEK

52

A körvezetékes jellemzője, hogy szakaszoló tolózárak jelenlétében mindig elágazóvá alakul üzem közben, és minden egyes házhoz vagy házcsoporthoz átemelő szivattyúra van szükség.

36.ábra Nyomás alatti körvezetékes csatornarendszer Nyomás alatti csatorna az átemelés módja szerint Ahhoz, hogy a nyomás alatti rendszert megértsük, ismerni kell visszacsapó szelep működését. A visszacsapó szelep a házi bekötés és a nyomóvezetékes között helyezkedik el és biztosítja, hogy a szennyvíz ne áramolhasson vissza az átemelő előtti gravitációs csatornába.

37.ábra Visszacsapó szelep fajták

KGNB 270 KÖZMŰVEK

53

Kisnyomású merülő szivattyús rendszer ( )mHm 15max =

Jellemzője, hogy: • a gyűjtővezetékben teltszelvényű áramlás van (hosszú áramlási idővel jár),

• minden szivattyúbekapcsoláskor a gyűjtővezetékben lévő teljes szennyvíz mennyiséget meg kell mozgatni,

• a szennyvíz szakaszosan érkezik a fogadóhelyre,

• időszakonként sűrített levegős öblítés szükséges (a rothadás elkerülése végett).

38.ábra Kisnyomású merülőszivattyús rendszer

Nagynyomású pneumatikus rendszer

Jellemzője, hogy • a gyűjtővezetékben nincs telt szelvényű az áramlás, folyadék-levegő-iszap

fázisok különböztethetőek meg,

• a levegő hatása megakadályozza a vezetékben a rothadást,

• a szállítóteljesítmény rugalmasan illeszthető a mindenkori szennyvíz-mennyiséghez,

• az áramlási rendszer összetett és eléggé kiszámíthatatlan,

• a nyomóvezetékek a terepszinttel párhuzamosan fektethetők.

39.ábra Nagynyomású pneumatikus rendszer

KGNB 270 KÖZMŰVEK

54

4.1.3. Vákuumos csatorna rendszer

A vákuumos szennyvíz csatorna rendszer kialakításának első gondolata először 1888-ban vetődött fel. A tényleges gyakorlati megvalósítása először 1959-ben Svédországba történt. Maga a rendszer két fő részből áll:

• a vákuum központból /mely egy vákuumszivattyú, és egy eleje kapcsolt szennyvízgyűjtő vákuumtartály (melyben 0,5 – 0,8 bar vákuum van)/,

• és az eleje kapcsolt vákuumos szennyvízvezetékekből.

40.ábra A vákuumos szennyvízgyűjtő rendszer működési elve és elemei

A vákuumos szennyvíz szelep működése: • A vákuumos szennyvíz szelep automatikusan nyílik, ha a mögötte lévő gravitációs

csatornában bizonyos mennyiségű (10-15 liter) szennyvíz összegyűlt.

• Amikor a szennyvíz áthaladt a szelepen, önműködően zárul. A szelep úgy van beállítva, hogy a szennyvíz mennyiség 2-2,5-szeresét kitevő levegő is a rendszerbe jusson.

A vákuumvezetékben a szennyvíz csak addig áramlik, amíg a szelep nyitva van, ezért az áramlás szakaszos.

A szennyvíz a vákuum vezeték rendszerben úgynevezett „szennyvízdugó” formájában áramlik. A szakaszos áramlás fázisai: 1. A szennyvízdugó a vezetékben haladva a gravitáció és a csősúrlódás hatására szétesik. 2. Amikor a nyomáskülönbség kiegyenlítődik, a szennyvíz a vezeték lejtését követve gravitációsan áramlik a szifon aljáig. 3. A szifon alján újra szennyvízdugó alakul ki, s innen a folyamat kezdődik elölről.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

55

A szifont a dugók kialakulását segítendő kell megépíteni. A „szennyvízdugók” a gyűjtőtartály felé haladva egyre sűrűsödnek.

A vákuumos rendszer jellemzője, hogy:

• mindig ágas kialakítású,

• a minimális fektetési mélység 80 cm,

• a vezeték a tereppel párhuzamosan halad,

• a minimális lejtés (hogy a szifonban a gravitációs mozgás létrejöhessen),

• a maximális áramlási sebesség 5 m/s,

• a szifonokat egymástól 600d – 800d távolságra kell elhelyezni,

• ha a fő vákuumvezetékbe mellékág csatlakozik, akkor oda visszacsapó szelepet kell beépíteni.

4.2. CSATORNÁK SZENNYVÍZTERHELÉSEI

A szennyvízterhelések meghatározásánál mindig szem előtt kell tartani, hogy nem a jelenre, hanem a jövőre (50 év) tervezünk.

4.2.1. Kommunális szennyvízmennyiségek meghatározása

Lakóterületek szennyvízmennyiségeinek meghatározása Átlagos fajlagos vízigény értékével számolva A keletkező szennyvíz mennyiségét a felhasznált vízmennyiségből számoljuk. Mivel a vízhasználat során veszteségek keletkeznek (locsolás, párolgás) ezért a vízmennyiséget csökkentett értékkel vesszük figyelembe.

( ) ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⋅−=⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡dfőlq

dfőlq vízsz ,

0,18,0,

A fajlagos szennyvíz kibocsátás maximális értékét a lakosszám függvényében az alábbiak szerint lehet számítani:

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⋅⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡fődlq

hdz

főhlq szsz ,,

max , ahol

KGNB 270 KÖZMŰVEK

56

z a napi egyenlőtlenségi mutató - értéke ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡−hd

141

101 - a település jellegétől és

nagyságából függő szám.

Ha a lakosszám nagyobb, mint 3000 fő, akkor: 141

=z ,

ha a lakosszám 1500-3000 fő között van, akkor: 121

=z , és

ha a lakosszám 1500 fő alatt van, akkor: 101

=z .

Az órai csúcsérték a lakosszámon kívül a település jellegétől is függ.

( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛dfőlqfőN

dm

dlQ szlak ,

;3

lakQ - a lakosság átlagos napi szennyvízmennyisége N - lakosszám szq - átlagos fajlagos szennyvízmennyiség

Átlagos fajlagos szennyvíz kibocsátás mért értékével számolva Az átlagos fajlagos szennyvíz kibocsátás ( )szq mértékegysége lehet:

- ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡dfől,

, lakos számra vonatkoztatva,

- ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡dhal,

, területre vonatkoztatva,

- ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡dkml,

, csatorna hosszra vonatkoztatva.

( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛dfőlqfőN

dm

dlQ szlak ,

;3

lakQ - a lakosság átlagos napi szennyvízmennyisége N - lakosszám szq - átlagos fajlagos szennyvízmennyiség

KGNB 270 KÖZMŰVEK

57

Intézmények szennyvízmennyiségeinek meghatározása Az alapfokú intézményeknél, mint például az óvoda, általános iskola, polgármesteri hivatal, nem kell külön számol. Ezen intézmények szennyvíz mennyisége a lakossági szennyvíz mennyiségben már benne van.

Az egyedi intézményeknél, mint például kórház, egyetem, főiskola, nagyobb étterem, külön kell számolni. Ha az intézmény egy ponton csatlakozik a hálózatra, akkor a

szennyvíz mennyiségét⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎥⎦⎤

⎢⎣⎡slQint

koncentráltan kell ráterhelni a csatornára, ha pedig

több ponton csatlakozik, akkor fajlagos értéket számolva⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡dhalvagy

dkmlqsz ,,

megoszló terhelésként kell a csatornára terhelni.

A kommunális szennyvízmennyiségeket a lakossági és az intézményi szennyvízmennyiségek összege adja: intQQQ lakkom +=

4.2.2. Ipari szennyvízmennyiségek meghatározása

Az ipari üzemek szennyvízmennyisége a technológiai szennyvíz és a járulékos szennyvíz

összegéből adódik. járteipar QQQ += ch

A technológiai szennyvíz egy adott termék gyártásakor keletkező

szennyvízmennyiséget határozza meg. Mennyiségének meghatározásához a gyártól

vízmérleget kell kérni. A technológiai szennyvíz számítása az alábbi képlettel történik:

hullrecbeépbete QQQQQ −−−=ch ahol,

chteQ - a technológiai szennyvízmennyisége,

beQ - az üzembe beérkező vízmennyiség,

beépQ - a termékbe beépítésre kerülő vízmennyiség,

recQ - a gyártás során visszaforgatott vízmennyiség,

hullQ - a termék gyártása során keletkező szennyezett-, hulladék víz.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

58

A járulékos szennyvíz egy adott termék gyártásakor az üzemben dolgozók szociális

célú vízhasználatakor keletkező szennyvízmennyiséget határozza meg. Mennyiségének

meghatározása a lakossági szennyvíz mennyiséghez hasonló módon történik.

Az ipari üzem által kibocsátott szennyvíz mennyiséget műszakonként, az alábbi

összefüggés alapján kell vizsgálni.

maxch

maxch jártejárte QQQQ +

⟨⟩

+

A két érték közül a nagyobb érték adja meg az ipari szennyvíz mennyiséget. Fontos,

hogy ezt a számítást műszakonként el kell végezni.

4.2.3. A csatorna csapadékvíz terheléseinek meghatározása

Magyarország területének nagy részén a záporcsapadék mértékadó, egyes

síkvidékeken pedig a tavaszi záporból és a hóolvadásból származó mennyiség.

Mértékadó csapadéknak nevezzük azt a p valószínűségű záporcsapadékot, amelynek

időtartama megegyezik az összegyülekezési idejével.

A p[%] azt fejezi ki, hogy mekkora értékű területet kell megvédeni a csapadéktól.

A védendő terület értékétől függően p értéke 1-10 % között lehet.

Az összegyülekezési időt a 21 tttcs += képlettel számoljuk, ahol

• 1t a csapadék felszínen való lefolyásának ideje,

• 2t az adott szelvényig a csatornában való lefolyás ideje.

A csapadékvízből származó mértékadó vízhozamot a „Hidrológia” tantárgyban tanultak

alapján lehet meghatározni.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

59

4.2.4. Fajlagos szennyvízmennyiséget növelő vizmennyiségek

Infiltrációs vízmennyiség

Az infiltrációs vízmennyiséggel akkor kell számolni, ha a talajvíz a csatorna felső

záradék vonala (csatorna keresztszelvény felső érintője) felett van.

Fajlagos értékét tapasztalati képlet segítségével tudjuk kiszámolni:

( )hxAaLdhqi ⋅⋅+⋅⋅⋅⋅=4 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡kmhl

, ahol,

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡kmhlqi ,

- az infiltráció fajlagos értéke,

h [ ]m - a csatorna felső záradékvonala fölötti talajvíz magasság,

d [ ]cm - csatorna átmérője,

L [ ]km - csatorna hossza,

a - csatorna anyagától függő tényező, aminek az értéke:

műanyag csatorna esetén 1,0 ; beton csatorna esetén 75,0

A [ ]2m - akna víz alatt lévő belső felülete,

x [ ]db - adott csatorna szakaszon lévő aknák száma.

[ ]kmLkmhlq

hlQ ii ⋅⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡=⎥⎦

⎤⎢⎣⎡

, ahol, ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡hlQi - az infiltrációból származó szennyvízmennyiség

A gyártó cégek szerint, új műanyag csatornánál nem kell infiltrációval számolni. Szabálytalan csapadékvíz bekötésből adódó (inflow) vízmennyiség A szabálytalan csapadékvíz bekötésből adódó vízmennyiséggel csak elválasztott

rendszerű csatornánál kell számolni.

A mennyiség meghatározása történhet helyszíni méréssel (ha mód van rá!), vagy ha

nincs rá mód, akkor a mértékadó szennyvízhozam értékét 10 %-kal kell növelni.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

60

4.2.5. Egy település napi szennyvízmennyisége

Az előzőekben láttuk, hogy a települési szennyvizek négy forrásból eredhetnek:

• kommunális szennyvízből, amely lakóházakból és intézményekből származik,

• ipari szennyvízből,

• csapadékvíz mennyiségéből, ami a felszíni lefolyásokból keletkezik, és

• beszivárgásból és befolyásból, amely az infiltrációból és a szabálytalan csapadékvíz bekötésekből ered.

Egy település napi szennyvízmennyisége tehát az alábbi összefüggéssel számítható:

)( bicsipkomd QQQQQQ ++++=

4.3. CSATORNÁK HIDRAULIKAI MÉRETEZÉSE

4.3.1. Gravitációs csatornák méretezése

A gravitációs csatornahálózatban a szenny- és a csapadékvíz szabadfelszínű, vagyis

részleges teltségű áramlással halad.

Szennyvíz csatorna Rendelkezésre álló alapadatok:

• a mértékadó szennyvízterhelések: - napi átlagos szennyvízmennyiség dQ - órai maximális szennyvízterhelés max

hQ

• az egyes területek lejtésviszonyai [ ]000I

• a csőszakasz hossza L [m] • A teljesítendő feltételek:

• minimális átmérő: d = 20 [cm]

• minimális sebesség: ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=smv 4,0min

• maximális sebesség: ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=smv 0,3max

• minimális lejtés: [ ]0003min =I

• maximális lejtés: [ ]0007020max −=I (a csatorna anyagától függően)

KGNB 270 KÖZMŰVEK

61

A kör keresztszelvényű zárt csatornák, áramlásának átmeneti tartományára érvényes,

telt szelvényhez tartozó áramlási középsebesség ( )kv körszelvény esetén a Prandtl-

Kármán-Colebrook képlettel számítható.

Idgd

kIdgd

vk ⋅⋅⋅⋅⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⋅+

⋅⋅⋅⋅−= 2

71,3251,2

lg0,2 ν

Tehát az áramlási középsebesség függ a folyadék kinematikai viszkozitástól, a

csatorna átmérőjétől, a vízszínvonal lejtésétől és a csőfal érdességétől.

( )kIdfvk ,,,ν=

A nem kör keresztszelvényű csatornák hidraulikai méretezése a permanens egyenletes

vízmozgást feltételező vAQ ⋅= és a IRCv ⋅⋅= összefüggésen alapul.

A C tényező értéke a kis Kutter-féle RnR

C+⋅

=100 összefüggésből határozható meg,

ahol n az érdességi tényező.

Csapadékvíz csatorna

Permanens, egyenletes vízmozgás esetén az áramlási középsebességet az alábbi módon

lehet számítani: 21

32

IRKv stk ⋅⋅=

ahol ⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢

⎣

⎡

smKst

31

- a Manning-Strickler féle sebességtényező,

[ ]mKAR = - a hidraulikus sugár,

[ ]000I - a vízszín esése.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

62

Nem permanens, időben változó áramlás esetén (pl. nagy intenzitású zápor esetén)

egyszerűsített méretezést alkalmazunk 38

3008147,0019,0 dn

IQ ⋅⋅+

=

ahol ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡smQ

3

30 - a szállítandó vízmennyiség, legfeljebb 30 m csatorna hosszon,

[ ]000I - a vízszín esése,

⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡=

31

1

m

sK

nst

- a csatorna érdességi tényezője,

[ ]cmd - a csatorna átmérője.

4.3.2. Szennyvíz nyomócsövek méretezése A szennyvíz nyomócsövek hidraulikai méretezésekor teltszelvényű, nyomás alatti

vezetéket kell méretezni. Áramlástani szempontból kétfajta csővezeték típusról

beszélünk.

Rövid csővezetékről akkor beszélünk, ha a helyi veszteségek jelentősek a hosszmenti

súrlódási veszteségekhez képest és így mindkét veszteségtípust figyelembe kell

vennünk.

gv

gv

dl

h ii

i

i

iiv 22

22

⋅+⋅⋅= ∑∑ ξλ

Hosszú csővezetéknél a helyi veszteségek a súrlódási veszteségekhez képest kicsik,

ezért elhanyagolhatók, így csak a súrlódási veszteségekkel számolunk.

gv

dl

h i

i

iiv 2

2

⋅⋅=∑λ

KGNB 270 KÖZMŰVEK

63

4.4. CSATORNÁK VÍZSZINTES- ÉS FÜGGŐLEGES VONALVEZETÉSÉNEK

SZABÁLYAI

4.4.1. Vízszintes vonalvezetés szabályai

A csatornát lehetőleg közterületen kell vezetni, mert biztosítani kell a

tisztítójárművel történő megközelítést.

Gravitációs csatornánál az aknák közti távolság maximum 50m lehet, mert a jelenleg

használatos tisztító berendezések ~25-30 m-t tudnak teljesíteni.

A nyomvonalat úgy kell kialakítani, hogy a szennyvíz a lehető leggyorsabban a

befogadóba ill. a szivattyútelepre jusson.

A szennyvíz csatornabeli tartózkodási ideje maximális 6 óra lehet, ha ennél tovább

tartózkodik ott, akkor anaerob (levegőmentes) folyamatok indulnak meg, azaz

berothad, büdös lesz.

A gravitációs hálózatot magassági kötöttsége miatt a közművesítés vezérelemének kell

tekinteni. Lakóterületen belül a gravitációs szennyvízcsatornát az úttest

tengelyvonalába kell (kellene) tervezni.

Villamos vasút alá csatornát helyezni tilos!

Mezőgazdasági területen a burkolt úttesten kívül vezetjük, úgy hogy a csatorna

könnyen megközelíthető legyen, mezőgazdasági út alá tilos fektetni (károsodna).

A csatorna más közművel (út, vasút, vízfolyás) való keresztezésének számát

minimálisra kell csökkenteni, és mindig biztosítani kell a vízszintes védőtávolságokat

KGNB 270 KÖZMŰVEK

64

4.4.2. Magassági vonalvezetés szabályai

Gravitációs csatorna

Domborzatilag tagolt településen a főgyűjtőket a mélyvonulatokban kell vezetni.

Síkvidéken az ellátandó terület középvonalában kell vezetni, hogy lehetőleg közel

azonos átmérőjű csatornából épüljön a rendszer.

Minimális fektetési mélység szennyvíznél 1,50 m +d; csapadékvíznél 0,80 m +d.

Maximális fektetési mélység 6,00 méter.

Minimális lejtés: [ ]0003min =I

Maximális lejtés: [ ]0007020max −=I (a csatorna anyagától függően)

Minimális átmérő: d = 20 [cm]

Minimális sebesség: ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=smv 4,0min

Maximális sebesség: ⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=smv 0,3max

Az úsztatási mélység minimum 3 cm kell legyen

Nyomás alatti csatorna

Minimális fektetési mélység 1,20 m +d; maximális fektetési mélység 3,00 méter.

A magassági vonalvezetésre vonatkozó előírások ugyanazok, mint a vízvezetéké: a

vezetéket a tereppel közel párhuzamosan [ ]0005,1min =I

vezethetjük úgy, hogy a magas-

és mélypontok számát minimálisra csökkentsük. A magas pontokon légtelenítőt, a

mélyeken leürítőt kell beépíteni. 1000 m-ként öblítőaknát kell elhelyezni a vezetéken.

Szerepét az ürítő v. légtelenítő akna is betöltheti.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

65

4.5. ZÁRT SZELVÉNYŰ CSATORNÁK KIALAKÍTÁSA

4.5.1. A gyakorlatban használt csatorna anyagok

A csatornázásban az utóbbi időkben a műanyag csövek terjedésének és a

csőanyagokkal szembeni igényesség növekedésének lehetünk tanúi. Nagy teret

hódítanak a különféle műanyagcsövek, melyekhez olyan rendszerszemléletet

fejlesztettek, ami a hálózatépítés egészét is kielégíti. Előbbiek mellett megjelentek a

mázas és mázatlan kőagyagcsövek. Napjainkban betoncsövek helyett

szendvicsszerkezetű poliészterbeton csöveket is alkalmaznak.

A korszerű csőanyagokkal szemben támasztott műszaki és a gazdasági követelmények

az alábbiak:

Műszaki követelmények:

1. vízszállító képesség,

2. erőtani biztonság,

3. vízzáróság,

4. kopásállóság, koptatási (eróziós) ellenállás,

5. korrózióval szembeni kellő ellenállás,

6. megfelelő élettartam,

7. tisztíthatóság.

Gazdasági követelmények:

1. alacsony fajlagos építési költség:

- olcsó beszerzési ár, illetve olcsó hálózat építés,

- kis falvastagság, kis térfogatsűrűség, hosszú csőelemek,

- jó gépesíthetőség, kis élőmunka ráfordítási igény,

2. kis fenntartási-, üzemelési költségigény.

A fenti követelményeket a különböző csőanyagok különböző mértékben elégítik ki.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

66

A vízszállító képességet a keresztszelvény belső méretei, az esés és a belső

felületének súrlódási tényezője befolyásolja.

Erőtani biztonság a csatornahálózatnál – mivel a vizek benne általában gravitációsan

áramlanak, olyan nagyságrendű belső nyomások, amelyekre a szelvényt külön méretezni

kellene, rendszerint nem lépnek fel (kivéve szennyvíznyomócsövek). A csatornák

szelvényét négy külső erőhatás figyelembe vételével kell méretezni. Ezek csatorna

felett haladó járművek terhelése, a csatorna feletti földréteg súlya, a földnyomás és a

külső víznyomás. A terheléseket minden változatban meg kell vizsgálni. A

legkedvezőtlenebb kombináció lesz a mértékadó. Az előregyártott csatorna szelvények

falvastagságát kellő biztonsággal készítik, és a várható igénybevételnek megfelelő

élnyomás próbának vetik alá. A talajvízzel kapcsolatos terheléseket (oldalnyomás,

vízfelhajtó erő) a legmagasabb talajvízszint alapulvételével kell számítani.

A csatornahálózat vízzárósága kétféle szempontból fontos. A megfelelő vízzárósággal

épített csatornahálózattal meg kell akadályozni, hogy a szennyvíz a hálózatból a

talajba juthasson (exfiltráció) és elszennyezze a környező talajt. Nagyobb szenny-

és/vagy csapadékvíz mennyiségnek a talajba jutása a csatorna környezetében

kimosásokat, úttest szakadásokat, esetleges földcsúszásokat is okozhat. Kevésbé

veszélyes, ha a magas talajvíz jut be a hálózatba (infiltráció). A rendszerbe kerülő víz

növeli a levezetett vízmennyiséget, túlterheli a csatornahálózatot és a

szennyvíztisztító telepet, ahol műszaki zavarokat és többlet üzemköltséget okozhat.

Csatornarongálást, kopást a vízben lévő hordalék okozhat. A hatás nagysága a hordalék

anyagától és a vízsebességétől függ. Védelmet jelenthet a csatorna anyagának kopással

szemben tanúsított ellenálló-képessége, illetve a fenéknek és oldalaknak kemény,

kopásálló anyaggal való burkolása.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

67

A hálózatban külső korróziós károkat a talaj és a talajvíz szulfát vagy más vegyianyag-

tartalma okozhat. A belső korróziót a levezetett szennyvíz sav-, szulfát- vagy más

agresszív anyagtartalma, illetve az infiltrált agresszív talajvíz okozhat. A korrózióval

szemben az anyagok ellenállása igen különböző. Az ellenállóképességet a felület

kezelésével, szigetelésével vagy korrózióval szemben érzéketlen építőanyag

alkalmazásával lehet növelni.

A csatorna anyagát és építési módját úgy kell megválasztani, hogy a hálózat

élettartama legalább 50 év legyen. A hálózat idő előtti tönkremenetele dugulásokat,

úttest beszakadásokat., pince elöntéseket okozhat. A csatornahálózat felújítása nagy

költséggel jár és a munkák a közúti forgalmat erősen zavarják. Az élettartam a

gazdaságosságot is közelről érinti (amortizációs leírás).

A csatorna rendszer üzemelési költségének jelentős hányada a hálózat tisztításának

költsége, melyet a lerakódott hordalék és szennyvíziszap mennyisége, minősége,

valamint a tisztítási mód határoz meg. A magasnyomású tisztítóberendezések

vastagabb falú csöveket igényelnek. A felérdesedés növeli a súrlódási együtthatót, ami

hidraulikailag káros.

A közműhálózatok csővezetékei több szempont szerint osztályozhatók.

Anyag szerint megkülönbözik :

- a fémes anyagú,

- a cement kötőanyagú,

- a kerámia és

- a műanyag csöveket. Ez utóbbiak lehetnek hőre lágyuló és hőre keményedő csövek.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

68

A rendszer merevség szerinti osztályozása ugyancsak fontos szempont: a merev,

rugalmas és átmeneti kategóriákba sorolható csövek a környező talaj- és a cső

összenyomódásának a viszonyától függnek.

A falszerkezet kialakítása is fontos tényező, mely szerint megkülönböztetik a:

- homogén,

- bordás,

- üreges és

- különböző anyagokból (rétegekből) álló vegyes falszerkezeteket.

A csőkötés alapján:

- felnyíló kötésű,

- húzóerő felvételére alkalmas,

- a cső anyagával homogén és

- eltérő anyagú lehetőségekről beszélnek.

Erőtani szempontból a tokos, mint felnyíló; a hegesztés, mint húzóerő felvételére

alkalmas, folyamatos csőszálat eredményező kötés van jelen.

A legfontosabb osztályozási szempont a funkció szerinti megkülönböztetés, mely

szerint gravitációs és nyomó csöveket különböztetnek meg.

Műanyag csövek

Már az 1800-as évek közepén előállítottak laboratóriumi körülmények között

makromolekulákat (PVC), de az első világháború alatt az alapanyaghiány

kikényszerítette kísérletezések után a nagyipari gyártásra csak az 1930-as évek

második felében került sor. Az első PVC csövek 1936-ban a berlini olimpiai stadion

melletti lakótelepeken kerültek a föld alá, ahol részben ma is működnek. A PVC csövek

kereskedelmi célra történő gyártására a 40-es évektől, a PE csövek nagymennyiségű

felhasználására pedig a 60-as évek végétől került sor. A műanyagoknak manapság

KGNB 270 KÖZMŰVEK

69

számos fajtája ismert. A közműhálózat sajátosságaitól függően választják meg az

alkalmazott csőanyag típust. Csatornák (gravitációs, nyomott vagy vákuumos) műanyag

alapanyagaként általában a kemény PVC (polivinilklorid), a KPE (polietilén), a PP

(polipropilén), az ÜPE (üvegszál-erősítésű poliészter) és az epoxigyanta jöhetne szóba

[6]. A PP anyagú csövek elsősorban ipari létesítmények - vegyi üzemek -

szennyvízelvezetésére alkalmasak, kommunális szennyvízhez magas áruk miatt csak

különleges esetekben célszerű alkalmazni.

Kemény PVC anyagú – narancsbarna színű – gravitációs (KG) csatornacsövek

A csatornaépítésben a kemény PVC anyagú csövekkel az elmúlt évtizedek során

kedvező tapasztalatokat szereztek. A vezeték teherbírása és vízszállító-képessége az

előírt követelményeket kielégítette, a kivitelezés pedig a kis csősúly miatt lényegesen

egyszerűbb lett. Hazánkban két alaptípust alkalmaznak, az egyik a sima külső csőfallal,

a másik a külső bordázattal kialakított csőfajta. Ez utóbbi a műanyag csőrendszerek

második generációjának tekinthető. Ennek sajátosságai a következők:

- a csövek és idomok teherbírását nemcsak a csőfal, hanem a külső bordázat is adja;

- a kötő-tömörítő gumigyűrű a tokból átkerült a cső (vagy az idom) csonkjának végére;

- a külső bordák közötti mélyedés a kötő-tömítő gyűrű fészke is, ugyanis a méretei a

cső teljes hosszán át nagy pontossággal azonosak, tehát a cső bárhol elvágható, és

köthető;

- a bordás csőből épített csatornahálózat nagyobb lejtés esetén is kellő állékonysággal

rendelkezik, a talajon nem tud lecsúszni, ezért ilyen körülmények közötti építéskor a

megcsúszás elleni betonfogak építése vagy elhagyható, vagy csak igen nagy lejtéseknél

szükséges.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

70

A sima külső felületű KG PVC csövek hazai gyártói a Pannonpipe Kft és a Wavin-Pemű

Kft. E csöveket is rendszerszemlélettel, széles idomválasztékkal gyártják. A KG

csövek tokos kialakításúak, a tömítő gyűrű részére megfelelő horonnyal ellátva

készülnek.

Kemény polietilén (KPE) csövek

A csövek anyaga kemény polietilén (KPE). Az anyag nem önkioltó tulajdonságú,

önmagában ég. A KPE csövek általában fekete színűek, a korommal végzett stabilizálás

miatt.(A gázvezeték a csövek sárga, vagy sárga csíkos színben is készülnek.) A cső

felülete sima, alkotói a csőtengellyel párhuzamosak, a keresztmetszete kör. Kisméretű

hosszanti barázdák – ha a falvastagság tűrésén belül esnek – megengedettek. A Wavin-

Pemü Kft a KPE csöveket öt nyomásfokozat felvételére alkalmasan gyártja. A KPE cső

általában ellenáll a házi és ipari szennyvíz korróziós hatásának, azonban minden

esetben ellenőrizni kell, hogy a vezetendő szennyvíz, folyadék, vagy talajvíz nem

tartalmaz-e polietilénre ártalmas anyagokat. A csővezeték oldhatatlan kötései

tükörhegesztéssel készülnek. A kis átmérőjű tartományokban (16 mm – 110 mm között)

hegesztés nélküli kötésük un. gyorskötőidomokkal is elkészíthetők. Külföldön

használnak olyan csőkötéseket, amikor a tokos KPE vezeték tokjának belső felületén

beépített fűtőszál biztosítja a hegesztett csőkötés elkészítését.

Betoncsövek

A beton anyagú csövek a legelterjedtebbek. Népszerűségét olcsósága indokolja.

Rendszerint nagyobb átmérők (ø > 0,8 - 1,0 m) esetén alkalmazzák. 1-2 méteres

hosszban, kör és tojás szelvényben gyártják.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

71

Kőanyag csövek

A kőagyag csöveket az emberiség évezredek óta használja szenny- és csapadékvíz-

elvezetésre. Már a rómaiak is készítettek égetett agyagból tokos kötésű csöveket.

Ezek maradványai a mai napig működőképesek. A városok fejlődésével a múlt század

végén nagy igény mutatkozott a szennyvízelvezetésre is. Ennek megoldására is szinte

kivétel nélkül kerámia anyagú csöveket használtak fel (falazott főgyűjtők,

kőagyagcsövek). A második világháború után a betoncsövek gyártásának fejlődésével a

kőagyagcsövek felhasználása jelentős mértékben csökkent, majd a hazai gyártás

megszűnésével, a rossz minőségű import csövek miatt ez a csőtípus lassan a feledés

homályába merült. Időközben megjelentek a csatornázásban a műanyag-termékek is,

olcsó alternatívát kínálva. Nyugat-Európában azonban a környezet-védelmikérdések,

valamint a PVC csövekről szerzett kedvezőtlen tapasztalatok miatt a hetvenes évek

végén ismét a régi, de bevált anyag fejlesztésébe fogtak. Ekkor alakultak ki a jelenleg

is alkalmazott korszerű tömítési rendszerek, és a gyártástechnológia is nagyot

fejlődött. A kőagyag csöveket gondos agyag előkészítés után nedvesen sajtolják, majd

szárítás után magas hőfokon kiégetik. A korszerű gyártástechnológiának köszönhetően

napjainkban kőagyag-csövek nem igénylik a sómázazást, mivel a belső felületük

tökéletesen sima, és a csövek teljesen vízzáróak. A Hepworth cég a világon egyedülálló

technológiával gyártja a SuperSleve csöveket, amelyek a hagyományos

alagútkemencétől teljesen eltérő szerkezeti kialakítású ún. „gördülőkemencében”

kerülnek kiégetésre 2-3 óra alatt. Ennek következtében kiváló minőségű anyag kerül a

vásárlókhoz. A kőagyagcsövekből nyomott szennyvízvezeték nem készíthető az

alapanyag rideg tulajdonsága miatt. További jellemzője, hogy agresszív szennyvizekkel

szembeni ellenállása kiváló; könnyen törik; rövid (1,0 m) csőhosszal gyártják; a

legdrágább csőanyag.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

72

Monolitikusan, a helyszínen készülő csatorna (betonból vagy falazó elemekből)

A monolitikus csatorna építését speciális körülmények (pl: süllyedésre, talajmozgásra,

csúszásra hajlamos területeken) indokolhatják.

Azbesztcement

Manapság már nem építenek belőle csatornát, de beépítve találkozhatunk vele. Előnye a

jó vízzáróság; hátránya, hogy törékeny és drága.

4.5.2. Zárt szennyvíz csatorna átmérőtől függő elnevezése

• nem mászható csatorna (D < 80 cm)

• mászható csatorna (D = 80-150 cm)

• járható csatorna (150 cm < D )

4.5.3. Alkalmazott szelvény típusok

• Körszelvény: ha mód van rá, ezt kell alkalmazni, hidraulikailag a legkedvezőbb;

• Normál tojásszelvény: teherbírása kedvezőbb a körszelvénynél;

• Békaszáj szelvény;

• Parabolaszelvény (padkás és normál);

• Körszelet szelvény;

• Párizsi szelvény,

• Vegyes szelvény,

• Szekrény szelvény.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

73

41.ábra Csatornák gyakori szelvény típusai

4.5.4. Csőfektetés

A csatornaépítés fázisai következők:

• a kitűzés,

• a munkaárok kiemelése,

• a munkaárok dúcolása,

• belterületen szükséges átjárók megépítése,

• a víztelenítés,

• a munkaárkot keresztező közművek védelme,

• az ágyazat elkészítése,

• a cső épségének beépítés előtti ellenőrzése,

• a cső adott irányú elhelyezése az árokfenéken,

• a csőkötés készítése,

• a cső irányba állítása és rögzítése,

• a csőkötés vizsgálata.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

74

Az árokban lévő csöveket meg kell óvni minden mechanikai hatástól, különösen a

visszatöltés és tömörítés alatt. A csövek pontszerű felfekvése még átmenetileg sem

engedhető meg. Tokos csövek esetén, a tokon való felfekvést különös gonddal kell

kiküszöbölni. Műanyag csővezetékek árokba fektetésekor a vezetékrendszer hosszú

élettartamát a gondos, jól tömörített alá- és beágyazás biztosítja.

4.5.5. Ágyazat kialakítása

Az előregyártott csatornák alatt az egyenletes felfekvést mindig ágyazattal kell biztosítani.

• Az ágyazat vastagsága a cső átmérőjének 15 %-a, de minimum 10 cm.

• Az ágyazat tömöríthetősége: %85min =γrT

• Az ágyazat maximális szemnagysága: mmD 15max =

• Az ágyazatot minimum 90o-os szögben kell elkészíteni.

• A cső fölé minimum 30 cm-es magasságig olyan talajt kell visszatölteni, amelynek a tömörödés után tömörsége minimum 85 %.

• A cső statikai teherbírása növelhető betonba való ágyazásával.

4.5.6. Csatorna tartozékok és műtárgyak

Tartozékok:

• bekötések, • aknák, • víznyelők, • csatlakozások, elágazások, • zsír-, benzin-, és olajfogók.

Műtárgyak

• aknák, • vészkiömlők, • keresztezések, • kitorkolások, • átemelők.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

75

Aknák Az aknák rendeltetése, hogy biztosítják a csatornába való lejutást, a csatorna

ellenőrzését, tisztítását, karbantartását, valamint a csatorna szellőzését.

Az aknák helye lehet iránytörésnél, szelvényváltásnál, lejtésváltásnál, csatorna

bekötésnél, elágazásnál, a csatorna kezdő- és végpontján.

Aknák alaprajzi elhelyezkedése

- ha a csatorna átmérője Ø < 80 cm, akkor tengelyaknát kell alkalmazni

(a csőtengely egybeesik az akna tengelyével)

- ha a csatorna átmérője Ø > 80 cm, akkor előre-gyártott csatorna esetén oldal- vagy tengelyaknát

monolit csatorna esetén oldalaknát kell alkalmazni.

Aknák fő szerkezeti részei: a fedlap a lebúvónyílással, a felsőszűkítő,a leszálló rész, az

alsószűkítő és az aknakamra.

Az aknák egymástól való távolságát:

- a csatornarendszer anyaga és rendszerének sajátosságai,

- a szennyvíz összetétele,

- a csőre történő rákötések száma,

- a csatorna átmérője, és lejtése,

- a tisztító- és vizsgáló eszközök hatótávolsága határozza meg.

Szerkesztési szabályok

• Monolit aknák esetén 50 cm-es csőcsonkot kell bebetonozni. Ha az akna kamra

előre gyártott, akkor a csőcsonkokat utólag helyezik be (a vízzáróságot

tömítőanyaggal kell biztosítani.)

KGNB 270 KÖZMŰVEK

76

• Az aknakamra minimális átmérője 1,0 m; minimális magassága 1,0 m; de a legfelső

betorkolló cső felett minimum 20 cm-nek kell lenni.

• Az aknakamra fenekét előre gyártott aknakamra esetén, a helyszínen monolit

folyókával kell ellátni.

• Az aknába való lejutást hágcsóval kell biztosítani, a foktáv 35 cm. A legalsó fok

maximum 50 cm-re lehet a folyási fenékszinttől.

42.ábra Elzárószerkezettel ellátott (öblítő) végakna

Bukóaknák

• Ha a betorkolló csövek közti magasság különbség kisebb, mint 20 cm, akkor a

folyókát surrantószerűen kell kialakítani.

• Ha a csatorna átmérő kisebb mint 50 cm; a vízhozam kisebb, mint 0,3 sm3

; és az

érkező és távozó csatorna közti szintkülönbség kisebb mint 75 cm akkor az akna

szabad bukással alakítható ki.

• Ha az érkező és távozó csatorna közti szintkülönbség nagyobb mint 75 cm, akkor

ejtőcsöves bukóaknát kell betervezni.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

77

43.ábra Ejtőcsöves bukóakna kialakítás

Öblítőakna

• Azon szakaszok felett kell elhelyezni, ahol a száraz idei úsztatási mélység h < 3 cm;

a szárazidei középsebesség V < 0,4 m/s.

• Öblítőakna lehet közbenső vagy végakna is. Közbenső aknaként öblítő akna csak

akkor alkalmazható, ha az akna által okozott felduzzasztás a felette lévő területen

károsodást nem okoz.

• Az öbítőakna térfogata legfeljebb 3max 5,2 mV = , de legalább egy aknaköznek

megfelelő csőtérfogat.

• A minimálisan felduzzasztott vízmélységnek legalább 1,0 méternek kell lennie.

• Az akna feltölthető vezetékes vízből (drága) vagy bármely más vízből. (Vezetékes

víz és akna közvetlenül nem csatlakoztatható, mert egészségügyi problémákat

okozhat!)

• Ha a csatorna átmérője nagyobb, mint 50 cm, akkor gépi nagy nyomású öblítésre van

szükség.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

78

Víznyelő akna

Feladata az úttestre hullott vagy oda folyó csapadékvíz befogadása és bevezetése a

csapadékvíz csatornahálózatba.

Beömlésük alapján két alap típust különböztetünk meg:

• Függőleges beömlésű az akna, ha a víz vízszintes víznyelő rácson keresztül jut be a

csatornába. Általában nagy ejtésű utaknál alkalmazzák. A rács a forgalom irányára

merőleges.

• Az oldalbeömlésű akna a közúti forgalmat nem zavarja, a víz függőleges víznyelő

rácson keresztül jut be a csatornába. Általában 30 méterenkénti sűrűséggel,

mélyebb fenékkel, úgynevezett iszapfogóval látják el. A bekötővezetéket minimum

2,2 % eséssel építik. Régen a helyszínen betonozták vagy falazták. Manapság

négyzetes keresztmetszetű, előregyártott betonelemekből, vagy 30 cm tokos

betoncsövekből építik.

44.ábra Függőleges beömlésű víznyelő akna Házi bekötőakna

A házi bekötőakna az ingatlan víztelenítését szolgálja.

Az ingatlanon keletkezett vizet a csatornába háromféleképpen lehet vezetni:

KGNB 270 KÖZMŰVEK

79

• aknán keresztül ( 0005000

010;15min ⟨⟨= Icmd )

• közvetlenül a csatornába bekötő idommal,

• ha a csatorna átmérője nagyobb, mint 60 cm, akkor közvetlenül bekötő idom

nélkül is ráköthető.

Mérőaknák

A mérőaknákat nagy szennyvíz kibocsátású üzemek, gyárak esetén célszerű alkalmazni,

ha a csatornadíjat a mért szennyvízmennyiség után fizetik. A mérőaknába mérőbukót

vagy mérőszűkületet építenek be, azáltal történik a mennyiségmérés.

Keresztező műtárgyak Keresztező műtárgyat kell építeni akkor, ha a csatorna vasúttal, úttal, vízfolyással

vagy terepmélyedésekkel találkozik. A keresztezéseknek két alaptípusát

különböztetjük meg.

• A szoros keresztezésnél (csőáteresz) – a csatorna fenékszintje nem változik, a

bújtatás kisebb, mint az átmérő.

45.ábra Szoros keresztezés (csőáteresz)

• A bújtatónál – csatorna fenékszint a keresztezésnél megtörik. A bújtató részei

a beömlési fej, a leszállócső, a középsőcső, a felszállócső és a kiömlési fej. A

bújtatásnak két fajtáját különböztetjük meg, a teljes- (ha H > d) és a részleges

bújtatást (ha H < d).

KGNB 270 KÖZMŰVEK

80

46.ábra Teljes bújtató

47.ábra Részleges bújtató

Bújtató alkalmazásának szabályai:

• beömlési-kiömlési fejnél aknát kell építeni,

• ha a 1 m/s < v < 3 m/s nem biztosító, akkor 2 vagy több párhuzamos vezetéket kell építeni,

• ha a szennyvíz szárazanyagtartalma 200 g/l feletti, akkor a bújtató előtt mindig homokfogó műtárgyat kell építeni (drága, állandó üzemelés költség, ezért kerülni kell)

• ha a csatornába durvább szennyezőanyag érkezhet, akkor a bújtató aknába durva rácsot kell elhelyezni,

• az akna által okozott visszaduzzasztásnak 10 cm-nél nem lehet több.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

81

5. SZENNYVÍZTISZTÍTÁS

A lefolyásra kerülő kommunális (házi) szennyvíz mennyisége a nap folyamán ciklusosan változik. Ez függ a lakosság szokásaitól, illetve az ingázók számától az adott településen. Általában 120 l/lakos,d szennyvízmennyiséggel kell számolni, ahol a számításba veendő lefolyási idő 14 óra. A vidéki városokban, illetve azokon a területeken, ahol a fürdőszoba ellátottság esetleg kisebb, a szennyvíz mennyisége, 100 l/lakos,d és a lefolyási idő 12 óra. Ebben az összegyűlt szennyvízben közel átlagosan 54 g/fő,d BOI5 szerves anyagterhelést vehetünk számításba. Az ipari szennyvizek esetében a biológiai oxigénigény alapján mért szerves anyagterhelés mellett a KOI/BOI aránnyal jellemezhető lebonthatóságot is figyelembe kell venni. Azoknál a szennyvizeknél, ahol a KOI/BOI5 arány 8-nál nagyobb sok, nehezen bontható szintetikus szerves szennyezéssel kell számolni. A különböző településeken keletkező házi szennyvizekben lévő szennyeződések fajtái alapvetően megegyeznek, arányuk azonban jelentős mértékben eltérhet egymástól. Amennyiben a házi és az ipari szennyvizek együtt kerülnek bevezetésre, az eltérés még nagyobb. A tisztítás szempontjából a házi szennyvizekben lévő szennyeződéseket az alábbiak szerint csoportosíthatjuk:

• Úszó szennyeződések, halmazállapot szerint folyékonyak vagy szilárdak, a szennyvíz felszínén úsznak általában.

• Ülepíthető lebegőanyagok, a kolloidálisnál nagyobb szilárdszemcsék, ezek lehetnek szerves és szervetlen formájúak.

• Nem ülepíthető lebegőanyagok közé azokat a szerves és szervetlen kolloidális méretű szemcséket soroljuk, amelyek a Brown-féle mozgást végeznek.

• A szennyvízben oldott szennyeződések valójában szerves vagy szervetlen vegyületek és elegyek, amelyek mechanikai módszerekkel nem távolíthatók el..

• Görgetett szennyeződések, amelyek a csatorna fenekén a szennyvíz mozgási energiája következtében jut tovább a befogadóig, illetve azt tisztító telepig.

A kommunális szennyvizek döntően háztartási szennyvizeket tartalmaznak, így ezeket háztartási, települési és városi szennyvízként is szokták említeni a keletkezés eredete szerint. A tisztítás fokát a befogadó viszonyai és a szennyvíz mennyisége, gazdasági szempontok, valamint tisztítási határértékek határozzák meg. A városi szennyvizek esetében a tisztítás során három fokozatot különítenek el, amelynek technológiai kivitelezése során számos alternatíva lehetséges.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

82

Az elsődleges tisztítás célja a durva szennyeződések eltávolítása, illetve a lebegőanyagok kivonása. Ezt a tisztítási eljárást mechanikai tisztításnak is nevezik, célja a szennyvíz biológiai tisztításra történő előkészítése. Önállóan csak ritkán felel meg az innen kikerülő tisztított szennyvíz a befogadó által támasztott minőségnek, ezért legtöbb esetben. Másodlagos tisztítási fokozatra is szükség van, melynek célja a nem ülepíthető kolloidok és oldott szerves anyagok eltávolítása. Ezt a tisztítást biológiai tisztításnak is szokták nevezni, mivel a tisztítás biológiai folyamatok révén következik be. A harmadlagos tisztítási fokozat a másodlagos tisztítás eredményeként létrejött sók, illetve a szennyvízben még megtalálható tápelemek (nitrogén, foszfor tartalmú vegyületek) eltávolítása. Ezek a befogadóba bejutva alga túlburjánzást okoznak, amelynek eredményeképpen fellépő eutrofizáció következtében jelentős vízszennyezéssel lehet számolni. A tápanyagok eltávolítása kémiai és biológiai módszerekkel történhet.

5.1. MECHANIKAI SZENNYVÍZTISZTÍTÁS

A szennyvizek mechanikai tisztítása a viszonylag egyszerű és régen alkalmazott tisztítási eljárások közé tartozik. Ennek célja, a nagyméretű, durva úszó és lebegő szennyeződések eltávolítása a szennyvízben lévő ásványi és szerves lebegőanyagok valamint folyékony és szilárd úszóanyagok eltávolítása. A mechanikai tisztítóberendezések az alábbi műtárgyakat foglalják magukba:

• Kő és kavicsfogók, szennyvízrácsok, szűrők és aprító szűrők, ahol a nagyméretű, úszó és lebegő szilárd anyagokat távolítják el szűrőhatás és aprítás révén.

• Homokfogók, melyben a nagyrészt kisméretű ásványi anyagok gravitációs esetleg centrifugális elven történő eltávolítását oldják meg.

• Ülepítők, nagyrészt kisméretű úszó és lebegőanyagok gravitációs esetleg centrifugális erősegítségével oldják meg a tisztítást.

• Hidrociklonok, nagyrészt kisméretű úszó és lebegő szilárd anyagok centrifugális erőhatás illetve kisebb mértékben gravitációs erő hatására távolítják el.

• Úsztató berendezések, flotációs medencék, sűrítők és oldó medencék ahol a kisméretű úszó és folyékony, esetleg szilárd anyagok eltávolítását általában gravitációs erő hatására vagy flotációval illetve sűrítéssel oldják meg.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

83

48.ábra Hosszanti átfolyású homokfogó

5.2. BIOLÓGIAI SZENNYVÍZTISZTÍTÁS

A mechanikailag eltávolítható szennyezés után a még magas szerves és lebegő anyagtartalmú szennyvizet mesterséges vagy természetes biológia folyamatok révén tisztítják tovább. A biológiai szennyvíztisztítás a mikroorganizmusokban lejátszódó biokémiai reakciókon alapul. A biológiai tisztítás lényegében az élővizekben illetve a talajban lejátszódó tisztításhoz hasonlít. Attól függően, hogy a mikroorganizmusok működésükhöz oxigént igényelnek-e, beszélhetünk aerob, illetve ha nem igényelnek-, sőt tevékenységükre káros akkor anaerob mikroorganizmusokról, és ennek megfelelően aerob illetve anaerob tisztításról. Az aerob és az anaerob szennyvíztisztítás során a mikroszervezetek a szennyvízben található szerves anyagokat használják fel energiatermelésre, lebontási termékeik, kis molekulájú stabil vegyületek, mint például szén-dioxid, metán, kén-hidrogén, ammónia stb. A szerves anyagnak a sejtekbe beépült része ülepítéssel eltávolítható a rendszerből, mielőtt a megtisztított szennyvíz a befogadó vízfolyásba kerülne. Az energiatermelés során a szerves anyag többi részéből képződő stabil végtermék egy része gáz alakban távozik a rendszerből. Az aerob folyamatok biztosításához állandó oxigénellátásra van szükség, amelyet mesterséges levegő bejuttatással, levegőztetéssel biztosítanak. a tisztítóberendezésben.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

84

A biokémiai folyamatok vagy természetes, vagy mesterséges úton mennek végbe. A természetes folyamatok játszódnak le az élővizek öntisztulása során a szennyvízöntözésnél és a talajon való átszűrésnél. Mesterséges eljárások azok, melyek során a mikroorganizmusok tevékenységéhez szükséges feltételek mesterségesen emberi beavatkozás után teremtődnek meg. A természetes és mesterséges folyamatok alapfolyamatait tekintve lényegében azonosak és technológiailag kombinálhatóak. A mesterséges berendezések segítségével azonban a folyamatok kisebb helyen és gyorsabban játszódhatnak le, amelynek az ára a magasabb energia és üzemeltetési költsége.

5.3. KÉMIAI UTÓTISZTÍTÁS

A kémiai tisztítás lépései:

• a koaguláció - a vegyszerek gyors bekeverése eredményeként a nagyon finom részecskék mikropelyhekké tömörülnek;

• a flokkuláció - a koaguláció után következő folyamat, amikor a szennyvizet gyengén kell keverni, így már nagyobb pelyhek keletkeznek.

A folyadék-szilárd anyag szeparációját ülepítés, flotáció vagy szűrés biztosítja. A kémiai tisztítás, mint utótisztítás az előülepítő vagy az utóülepítő után kapcsolt medencékben történik.

5.4. BIOLÓGIAI SZENNYVÍZTISZTÍTÓ ZSEBTELEPEK

A nagy tisztító telepeken kialakított technológiákból összerakott kisebb kapacitású szennyvíztisztítóknak (zsebtelepeknek) az egyes moduláris részei hasonlóak a nagy tisztítókhoz. Az első lépcső minden esetben valamilyen szennyvízrács, illetve szennyvízülepítő, ahol a durva szennyeződéseket és az ásványi anyagokat választják le. A második része általában egy olyan biológiai tartály, amelyben sűrített levegőt osztanak szét valamilyen kerámia vagy rozsdamentes acélfejen keresztül, és ebben a tartályban a biológiai mikroba tömeg végzi az oxigén adagolása mellett a szennyvíz szerves anyagjainak a lebontását. Az utolsó része a rendszernek általában valamilyen ülepítő, ahol a fölös iszapot választják le, illetve az iszap visszacirkuláltatását végzik a fő tisztító reaktortestbe. Általában 20.000 lakosegyenértékig alakítanak ki olyan zsebtelepeket, amelyeket még különböző iszap utókezelő, iszapprésekkel, iszapcentrifugákkal is ki lehet egészíteni.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

85

5.5. SZENNYVÍZISZAPOK KEZELÉSE

A szennyvíz tisztítása során másodlagos anyagként szennyvíziszap (szilárdfázis) keletkezik. Az eddig megismertekből következik, hogy a keletkező iszapok tulajdonságai illetve környezetvédelmi, közegészségügyi problémái szorosan összefüggenek a kezelés mikéntjével. A szennyvíztisztítási módszerek meghatározása során mindig figyelemmel kell lenni a szennyvíziszap elhelyezésére. A szennyvíziszapokban felgyülemlő nehézfémek toxikussá tehetik azt, illetve fertőzőek, mivel bennük féregpeték, patogén baktériumok, vírusok, stb. találhatók. A szennyvíziszap további kezelése számos esetben megegyezik a hulladékkezelési technológiák területén is alkalmazott megoldásokkal. A szennyvíziszap kezelésre alapvetően igaz hogy, a kezelési technológia milyensége a folyamat legkritikusabb részétől, azaz az elhelyezés illetőleg a hasznosítás módjától, valamint az érkező szennyvíz összetételétől függ. A szennyvíziszap kezelés célja az anyag nedvességtartalmának csökkentése, bűz, szagártalom, fertőzőképesség csökkentése illetve megszüntetése. A szennyvíziszap minősége jellemző az adott településre, leginkább a tisztítása technológiára, s így településenként változhat. Ezek a tényezők befolyásolják a későbbi felhasználási módot. A tisztítási technológiák hatásfokának javítása, illetve a fokozatok számának emelkedése általában az iszap mennyiségének növekedéséhez is vezet.

49.ábra A szennyvíz iszap kezelésének fázisai

KGNB 270 KÖZMŰVEK

86

Az iszapkezelés és elhelyezés fontosabb eljárásai:

• stabilizálása,

• iszapsűrítés,

• kondicionálás,

• iszap fertőtlenítése,

• víztelenítés,

• szárítás,

• komposztálás,

• szállítás, deponálás, elhelyezés.

6. GÁZELLÁTÁS

A gázenergia-szolgáltatás főleg települések belterületén és iparterületeken nagy

jelentőségű, ahol a nagyszámú fogyasztó olcsó, higiénikus, könnyen szabályozható

energiaforráshoz jut. A gázenergia-igényeket a fogyasztók jellege, a felhasználás

módja és célja, továbbá a felhasználás készülékei határozzák meg. Az igények

közüzemi kielégítésére két mód terjedt el, a városigáz- és a földgáz ellátás.

Az előző században a városi gáz ellátás dominált. A városi gázt szilárd

tüzelőanyagokból (kőszén) állítottak elő. A világ nagy földgáz mezőinek feltárásával és

a kontinenseket behálózó távvezetékek kiépítésével a földgázszolgáltatás került

előtérbe. A hazai rendszerek jellemzője, hogy az országos távvezeték rendszerből

átvett földgázt szolgáltatják a fogyasztóknak.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

87

6.1. A gázellátás alrendszerei

A gázszolgáltató rendszerek általában a következő létesítményekből tevődnek össze:

• gázkitermelés,

• gázkezelés,

• gázszállítás,

• nyomásszabályozás,

• gázelosztás,

• gáztárolás.

6.2. Gázvezetékek nyomástól függő elnevezése

A gázvezetékeket az üzemi nyomás (p

ü) alapján csoportosítják:

• kisnyomású gázvezeték: pü ≤100 mbar,

• középnyomású gázvezeték: 100 mbar < pü ≤ 3 bar,

• nagy középnyomású gázvezeték: 3 < pü ≤ 10 bar,

• nagynyomású gázvezeték: pü >10 bar

Az építési költségek csökkentése vagy egyéb kényszerhelyzetek miatt néha emelt

kisnyomáson biztosítják a szükséges gázenergiát. Az üzemnyomás ilyen esetben

legfeljebb 1000 mbar lehet.

6.3. A gázellátó hálózat alkotó elemei

A gázellátás rendszere a leginkább a vízellátási hálózatokhoz hasonlítható. Alapvető

különbség, hogy a gáz szétosztása, tehát a hálózat is veszélyes üzemnek tekinthető.

Az elosztóhálózatok nyomvonalára, anyagára, erőtani méretezésére és műtárgyainak

kialakítására vonatkozó általános követelmények hasonlatosak a vízellátó

rendszerekéhez. A gázhálózatok elemei az alábbiak:

KGNB 270 KÖZMŰVEK

88

• távvezeték – a termelőtelep és a gázfogadó állomás között helyezkedik el,

• gázelosztó vezeték – a gázt a fogyasztókhoz szállító vezeték (ez a

közművezeték),

• csatlakozó vezeték – a fogyasztói gázmérőig tartó bekötővezeték.

A hálózatok anyagaként varrat nélküli és spirálhegesztésű, szigetelt acélcsövet, de

nagyobb részt KPE csövet használnak fel.

A KPE cső rendkívüli előnye, hogy rossz vezető képessége miatt egyedülálló az

ellenállása a szokásos korrozív hatásokkal szemben.

Az acél csővezetékeket és szerelvényeiket a külső korrózió ellen az alábbiak szerint

lehet és kell védeni:

• passzív védelemmel – a passzív korrózióvédelem alkalmazásának feltétele a jó

anyagminőség és a kellő szigetelést nyújtó, időtálló bevonat. Magyarországon az

acélcsöveket, az 1970-es évek közepe óta, többnyire ragasztott, csévélt,

műanyag lemezzel szigetelték és azt fóliával védték. Ez a szigetelés gondos

kezelést igényelt a szállítás, a tárolás és az elhelyezés során. A gázipari

felhasználású acélcsöveket újabban a gyártóműben extrudálással felhordott KPE

védőburkolattal látják el,

• aktív védelemmel - aktív védelemként a szívókötéses, galván-anódos, és külső

áramforrású katódos korrózióvédelem alkalmazható. Ezek költségigénye

jelentős, valamint gondos előkészítést és körültekintő tervezést kívánnak meg,

különös tekintettel a gázvezeték közelében lévő fémes földalatti vezetékekre és

szerkezetekre;

• egyidejű aktív és passzív védelmével.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

89

7. TÁVHŐ ELLÁTÁS

A távhőszolgáltatás az épületek hőellátásának korszerű módja, amit az egész világon

elterjedten használnak. A központi fűtéstől abban különbözik, hogy a tüzelőanyag

elégetése nem az épületekben, hanem attól távolabb, olykor nagy távolságban történik.

A hőellátás kommunális és ipari igényeket kiszolgáló tevékenység.

Területi kiterjedés alapján megkülönböztetik:

• az egyedi központi fűtést (egy épületen belül),

• a tömbfűtést,

• a körzetfűtést,

• a városfűtést és

• a fűtőerőműveketl.

A távhőellátáson belül a távfűtés csak azokon a területeken létjogosult, ahol a

hőigénysűrűség eléri a 40-60 MW/km2

értéket.

A távhőellátó rendszer elemei:

• távvezeték - a fogyasztói területig szállítja a hőenergiát,

• gerincvezeték - a fogyasztói területről a hőenergiát a fogyasztói körzetekbe irányítja,

• elosztóvezeték - a gerincvezetékből a hőfogadó irányába vezet,

• bekötővezeték - az elosztóvezetékből a fogyasztói hőközpontokba vezet

• fogyasztói hálózat - a hőfogadóból kiindulva a hőfogyasztó saját körzetén belül látja el a felhasználóberendezéseket,

• elosztóközpont - a rendszer közbenső pontján átveszi, átalakítja, elosztja és méri a hőhordozót.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

90

Hőhordozó közeg szerint:

• melegvíz-fűtési rendszerről,

• forróvíz fűtési rendszerről,

• kisnyomású gőz-távfűtésről, és

• középnyomású gőz-távfűtésről beszélhetünk.

A vezetékek kiépítése lehet:

• sugaras – a fogyasztó csak meghatározott úton látható el;

• körvezetékes – a gerincvezeték kört alkot;

• egyvezetékes rendszer - gőz hőhordozó esetében használatos, akkor, ha nagy a

szállítási távolság, ha korlátlan mennyiségben található megfelelő minőségű víz

és a kondenzvíz a felhasználási helyen hasznosítható;

• kétvezetékes rendszer - meleg- és forró víz hőhordozónál a leggyakoribb;

• háromvezetékes rendszer - ritkábban használatos, ott indokolt, ahol a téli és

nyári hőigény között igen jelentős eltérés van.

A csőhálózatok méretezését hidraulikai és szilárdsági szempontból egyaránt el kell

végezni. A szilárdsági méretezés a csővezeték falvastagságának meghatározásához

szükséges. Ennél a maximális üzemi nyomást kell figyelembe venni. Az üzemelő

csővezetékben a nyomás három részből tevődik össze:

• hidrosztatikus nyomás, amelynek értéke a csővezeték legmagasabb pontjának

függvénye,

• párolgási nyomás, a hőszállító közeg hőfokának függvénye (130-180°C között:

2,8-10,1 bar)

• keringési nyomás, amely a csővezetékrendszer hosszától, a

csőkeresztmetszettől és a hőszállító közeg sebességétől függ.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

91

8. VILLAMOSENERGIA ELLÁTÁS

A villamos energia csak jelentéktelen mennyiségben tárolható. Ez azt jelenti, hogy az

energia termelő erőművek kapacitásának minden esetben nagyobbnak kell lennie, mint a

csúcsigénynek. A csúcsterhelések itt is – mint a többi közműnél – időben változnak.

Ezen, de egyéb okok miatt is, a villamosenergia-iparban döntő jelentősége van az egyes

rendszerek közötti kooperációnak.

Az elektromos energiát az elektromos távvezetékhálózatok juttatják el a forrástól a

felhasználás helyére, ahol szétosztják a fogyasztók között. A forrás bármilyen erőmű

lehet. Közben állomások, transzformátorok, távvezeték-oszlopok és kábelek

biztosítják az elektromosság állandó áramlását.

A villamosenergia ellátás három részre osztható:

• Erőművek,

• Elektromos hálózat,

• Fogyasztók.

A üzemelése alapján az erőmű lehet:

• atom,

• szénhidrogén,

• szén, és

• megújuló energiaforrás.

Hazánkban ellátás rendszere az alábbiak szerint alakult ki:

• alaphálózat: 400 (220) kV-os, amelybe az erőművek közvetlenül táplálják be a

villamos energiát,

• főelosztó-hálózat: 120 kV-os csomóponti állomásokból látják el energiával a

területi terhelési súlypontokat,

KGNB 270 KÖZMŰVEK

92

• középfeszültségű elosztóhálózat: régebben 35-, jelenleg 20- és nagyvárosok

belterületén 10 kV-os, amely a főelosztó-hálózati alállomásokról szállítja az

energiát a fogyasztói területen elhelyezett közép-, illetve kisfeszültségű

transzformátor állomásokig.

Az alaphálózatok szinte kizárólag szabadvezetékként létesülnek. A főelosztó- és

elosztóhálózatokat – főleg városi területeken – kábelhálózatként alakítják ki. Ez

részben a megközelítési távolságok kötöttségeivel, másrészt esztétikai igényekkel

hozható összefüggésbe.

A villamosenergia nagytávolságú, gazdaságos átvitelének egyetlen lehetősége a

szabadvezeték. A nyomvonal megválasztását a szabadvezeték feszültségszintje

határozza meg. A nagyfeszültségi hálózat csak mezőgazdasági terület felett, a

középfeszültségi hálózat utak mellett mehet. A fogyasztókhoz kisfeszültségű

hálózatok továbbítják a villamosenergiát. Többségükben szabadvezetékesek és ilyenek

a fogyasztói csatlakozások is.

A szabadvezetékek tartószerkezeteit többféleképpen osztályozhatjuk:

• az építési anyag szerint: fa-, vasbeton, különleges acélbeton és acéloszlopok;

• szerkezet alakja szerint: zárt törzsű, csuklós portál-, keret- és ökörfejes

oszlopok acélból az alap-és főelosztó-hálózatok részére; iker-, vak-,

kitámasztott, kikötött és rácsos oszlopok fából és vasbetonból, elsősorban

középfeszültségnél alacsonyabb feszültségszint részére;

• az oszlopszerkezet rendeltetése szerint: tartó-, sarok-, sarokfeszítő-, feszítő-,

végfeszítő-, elágazó-, keresztező- és transzformátortartó oszlopokat

különböztethetünk meg.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

93

A kábelhálózatokat a szabadvezeték helyett használják. Főként városi és ipartelepek

villamosenergia ellátására szolgálnak, főelosztóként vagy elosztóhálózatként egyaránt.

A kábelek nyomvonala a meglévő vagy tervezett létesítményekkel lehetőleg

párhuzamosan haladjon, kereszteződés esetén pedig lehetőleg merőleges legyen a

létesítményre

A nagyfeszültségű kábelek fektetési mélysége:

60 kV 1,0m

120 kV 1,2 m

220-400 kV 1,5m.

9. TÁVKÖZLÉS

A távközlő berendezések azok a közhasznú vezetékes-, vagy vezeték nélküli

rendszerek, amelyek hírek, üzenetek, állapotok távjelzésére, továbbá forgalmi és

közüzemi távirányításra, távvezérlésre használhatók. A fejlődése az utóbbi évtizedben

igen jelentős volt. Különös jelentőségű a tömegkommunikáció a vezetékes és vezeték

nélküli rendszereinek fejlődése.

A vezeték nélküli rendszerek fejlesztéséhez a település esztétikáját is jelentősen

érintő tornyok, átadó állomások és egyéb létesítmények tartoznak. Az elkövetkező

évek fontos feladata a jeltovábbító rendszerek oszlopszerkezeteinek újra értékelése

és a telepítések átgondolása, a tájat zavaró-, felesleges tornyok megszüntetése.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

94

A városi vezetékes távbeszélő-állomások számának gyors növekedése a kábelek

számát, és így az elfoglalt területet jelentősen növeli. A posta szolgáltatásai közül a

levél-, csomag-, távirat- és hírlaptovábbítás is fontos feladat. Nagyobb külföldi

városokban ezek részére gyűjtőközművek létesítését tervezik. A távközlési

létesítmények költségigényes eleme a vezeték.

Ezek közül a legelterjedtebbek a távbeszélő hálózatok, amelyek föld felett és föld

alatt egyaránt elhelyezhetők. Mindkét hálózati rendszer közös tulajdonsága, hogy a

nyomvonalaik az utak és vasutak vonalvezetését követik. Ez alól csak a villamosított

vasútvonalak képeznek kivételt, a hálózati zavarok miatt.

A föld feletti hálózatokat kisebb településeken, vagy nagyobb települések

alárendeltebb részein alkalmazzák. Ezek tartószerkezetei a betongyámokhoz

erősített, átitatott fenyőfaoszlopok. Egyre ritkábban alkalmazzák az épületfalakra

rögzített tartókonzolokat. Oszlopsoros vonalakon a vég-és törésponti oszlopokat,

továbbá a szabályos távolságokban ismétlődő közbenső oszlopokat huzal-merevítéssel

látják el. Városok belterületén és fontos helyközi nyomvonalaknál főként kábelt

alkalmaznak.

A föld alatti kábeleket általában alépítményben helyezik el. Az alépítmény

megtervezése és kialakítása megegyezik az elektromos energiaellátásnál ismertetett

kialakításokkal. A védőcső megoldás különleges esete a fénykábelek védelme, melyeknél

a PE nyomócső-, és az ezekhez tartozó mechanikai szorítókötések alkalmazása került

előtérbe. Az alépítmények szerves részei az aknák és a szekrények, amelyeket

magassági- vagy vízszintes iránytöréseknél, elosztó- és táphelyeken, helyközi kábelek

KGNB 270 KÖZMŰVEK

95

nyomvonalán, az erősítők védelmére, továbbá kábelbefűzési céllal létesítenek. Ezek

hazai viszonylatban monolit beton és vasbeton szerkezetűek. Külföldön gyakori a PE

aknák alkalmazása. Az akna-, és szekrényméretek tipizáltak, de a változó helyszíni

adottságoknak megfelelően gyakori az egyedi aknaépítés is.

10. KÖZMŰ RENDSZEREK

A közművek egyedi- és közműrendszerként történő tervezése során az elhelyezést az

MSZ 7487 szabványsorozat 1980-ban kiadott módosítása szerint célszerű

előirányozni. A módosítás óta eltelt időszakban bekövetkezett legfontosabb változást

a 123/1997. (VII.18.) Kormányrendelet jelenti, mely módosítja a vízszállító- és elosztó

vezetékek védősávjára vonatkozó előírásokat.

KGNB 270 KÖZMŰVEK

96

IRODALOMJEGYZÉK

Darabos Péter-Mészáros Pál: Közművek (Kézirat, 2004)

Dima András-Jordán Péter: Települések közműellátása (Tankönyvkiadó, 1991)

Mészáros Pál: Települések közművesítése (Műszaki Könyvkiadó, 1983)

Dr. Öllős Géza: Csatornázás-szennyvíztisztítás (AQUA kiadó, 1990)

Dr. Öllős Géza: Vízellátás K+F (VÍZDOK, 1987)

Dr. Öllős Géza-Dr. Borsos József: Vízellátás-csatornázás I. (Műegyetemi kiadó, 1994)

Petróczky Ferenc: Közműépítés (Kenguru kiadó, 1997)